[发明专利]电子回旋共振离子源

说明书

本发明提供一种电子回旋共振离子源，用于产生离子束流，该电子回旋共振离子源包括永磁体装置、与所述永磁体装置的一端连接的注入装置及与所述永磁体装置另一端连接的引出装置，所述永磁体装置包括依次连接的注入磁环、六极磁环及引出磁环，所述注入磁环和所述引出磁环共同提供轴向约束磁场，所述六极磁环提供径向六极磁场。

技术领域

本发明涉及离子加速器领域，特别涉及一种应用于离子加速器的电子回旋共振离子源。

背景技术

随着技术的不断发展，离子源作为引出离子束流的装置，已广泛应用于各种类型的离子加速器、离子注入机、离子推进器等电子设备。其中，电子回旋共振离子源的应用较为成熟。然而，现有技术中，小型电子回旋共振离子源由于其体积较小，所获得的磁场较弱，难以实现强流中低电荷态甚至较高电荷态离子的产生，因此其性能较低。

发明内容

鉴于上述技术问题，为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种电子回旋共振离子源。

本发明提供一种电子回旋共振离子源，用于产生离子束流，该电子回旋共振离子源包括永磁体装置、与所述永磁体装置的一端连接的注入装置及与所述永磁体装置另一端连接的引出装置，所述永磁体装置包括依次连接的注入磁环、六极磁环及引出磁环，所述注入磁环和所述引出磁环共同提供轴向约束磁场，所述六极磁环提供径向六极磁场。

根据一些实施方式，所述注入磁环的靠近所述六极磁环的端面为第一端面，所述第一端面为平面，所述六极磁环的靠近所述注入磁环的端面为第二端面，所述第二端面平面，所述六极磁环的靠近所述引出磁环的端面为第三端面，所述第三端面为斜面，所述引出磁环的靠近六极磁环的一端设有第四斜面，所述第二端面与所述第一端面相配合，第四斜面与所述第三端面相配合。

根据一些实施方式，所述第三端面的倾斜角度为60度。

根据一些实施方式，所述永磁体装置还包括壳体、套筒、注入端法兰及引出端法兰，所述壳体套设于所述注入磁环、所述六极磁环及所述引出磁环的外部，所述套筒套设于所述壳体的外部，所述注入端法兰及引出端法兰分别设置于所述套筒的两端。

根据一些实施方式，所述注入装置包括等离子体弧腔、注入组件、馈入波导、负偏压绝缘穿墙件、负偏压盘及锥形铁轭，所述等离子体弧腔包括法兰及与所述法兰连接的腔体，所述法兰与所述注入端法兰连接，所述腔体嵌设于所述注入磁环、所述六极磁环及所述引出磁环的内部，所述注入组件与所述等离子体弧腔的法兰连接，所述注入组件包括与所述等离子体弧腔的腔体连通的管路，所述馈入波导与注入组件连接，并穿过所述注入组件与所述等离子体弧腔的腔体连通，所述负偏压绝缘穿墙件与所述注入组件连接，并穿过所述注入组件与所述等离子体弧腔的腔体连通，所述负偏压盘设置于所述等离子体弧腔的腔体内，并与所述负偏压绝缘穿墙件的一端连接，所述锥形铁轭设置于所述等离子体弧腔的腔体内，并靠近于所述注入端法兰的这一端。

根据一些实施方式，所述引出装置包括铁等离子体电极、陶瓷筒、引出地电极及绝缘拉杆，所述等离子体电极设置于所述等离子体弧腔的腔体内，并靠近于所述引出端法兰的这一端，所述陶瓷筒一端与所述引出端法兰连接，另一端与所述引出地电极连接，所述引出地电极通过所述陶瓷筒与所述引出端法兰绝缘连接，所述引出地电极的一端与所述等离子体弧腔的腔体连通，所述绝缘拉杆设置于所述陶瓷筒外部，所述绝缘拉杆一端与所述引出端法兰连接，另一端与所述引出地电极连接。

根据一些实施方式，所述电子回旋共振离子源还包括绝缘支架，所述绝缘支架设置于所述套筒的下方，并与所述套筒连接。

根据一些实施方式，所述注入磁环按照圆周角度等分为多个大小相等的扇形磁块，所述每个扇形磁块的充磁方向沿着半径向外。

根据一些实施方式，所述六极磁环沿着角向等分为多个大小相等的棱形磁块，所述每相邻两个棱形磁块的充磁角度相差120度。