[发明专利]一种可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置及方法

权利要求书

1.一种可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，包括提取场部分、螺线管装置、加速场部分，所述提取场部分包括真空罐、放电阴极、放电阳极，所述螺线管装置包括螺线管，所述加速场部分包括加速场阴极、加速场阳极、电子束收集极，在真空罐内部，放电阴极为凸形结构，放电阳极为底部开口、顶部中心为孔型的筒状结构；在放电阴极和放电阳极的上下部分放置环形磁体，磁场方向为N极到S极或S极到N极；放电阳极即为提取场阴极，提取场阳极为平面网状结构，不包括聚焦装置；所述螺线管为180°弧形结构，提取场阳极紧靠励磁线圈端口，励磁线圈在提取场阳极端口处产生的部分磁场可对初始电子束聚焦；螺线管与加速场相连，螺线管的尾端为加速场阴极，加速场末端为加速场阳极，加速场阳极端连接有电子引出孔。

2.根据权利要求1所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，还包括电子束收集极，电子穿过所述电子引出孔后通过电子束收集极收集。

3.根据权利要求1所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，所述等离子体电子束发生装置、提取场阴阳极为上下层叠递进结构，放电阴极和放电阳极采用铜材料，提取场阳极采用1mm*1mm孔径的钼网材料。

4.根据权利要求1所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，所述电子引出孔即为提取场阳极，提取场阳极上方即为180°弧形螺线管装置，螺线管采用直流电流源供电；电子从提取场提取出后直接进入到螺线管中，并且改变电子的运动方向，但由于空间电荷的作用螺线管不能改变等离子体带电粒子的方向。

5.根据权利要求1所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，所述放电阴极和放电阳极的放电电源为直流电源，提取场电源为能够调节的、可重频的低压脉冲电源，励磁电源为恒流源，加速场为直流恒压源；加速场电压的阴极接地、其余电源采用悬浮电源供电。

6.根据权利要求1所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，所述永磁体设置为上下两片，外尺寸与放电阴极和放电阳极的尺寸相当，孔径小于放电阳极的孔径。

7.根据权利要求1所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，所述装置包括的各结构的连接处均加工有密封槽，且所述密封槽内均装有橡胶密封圈。

8.根据权利要求1所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置，其特征在于，所述法兰盘除放电阳极外，其余均采用铝板制作而成，放电阳极与法兰等电位连接或加工成一整体，采用铜材料，真空罐采用有机玻璃加工制成。

9.利用权利要求1-8任一项所述的可重频的真空电弧等离子体电子束发生装置产生电子束的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将电弧放电阴阳电极板、阴阳极引出线、提取场阴阳极板、提取场引出线与相应法兰盘接在一起；

S2，将真空罐整体连同180°弧形螺线管、加速场装置一起抽真空至要求的气压条件下；

S3，提升电弧阴阳极放电电压，然后对真空电弧进行点火触发，产生电弧等离子体；

S4，打开提取场低压脉冲源，将等离子体中的电子从电子引出孔中提取出电子束源；

S5，打开励磁电流源，使得初始的低能电子束沿着励磁电流所产生的磁场方向进行偏转，并且使电子束源进入到加速场中；

S6，打开加速场恒压源，使得电子束加速获得高能电子束。