[发明专利]一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置

权利要求书

1.一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置，其特征在于，该装置包括：灯丝，进气通道，放电室，永磁铁，水冷通道，等离子体电极，引出电极，绝缘防护套，绝缘陶瓷，顶部永磁铁，绝缘块；所述灯丝为U型结构，顶部设计有电流接口；灯丝设计有绝缘结构，利用绝缘陶瓷支撑在放电室顶部，与放电室绝缘；放电室为柱形结构设计；放电室接地，放电室顶部设计有进气通道和顶部永磁铁，底部设计有等离子体电极和绝缘防护套；放电室外侧设置有多组永磁铁，每组永磁铁分为六层；永磁铁外侧是设计有水冷通道；等离子体电极下方设计有引出电极和绝缘防护套，等离子体电极与引出电极间设有绝缘块；

所述等离子体电极引出孔直径为4mm，与引出电极的流入喇叭口结构结合，提高引出束流的强度；

通过束流动力学仿真优化等离子体电极和引出电极的结构之间的距离为8mm，提高离子的引出效率，降低打火风险。

2.根据权利要求1所述的一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置，其特征在于，所述多组永磁铁，每组永磁铁分为六层，其中上面五层实现多峰场，最下面一层形成离子源的过滤场。

3.根据权利要求1所述的一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置，其特征在于，灯丝上的电流通过外加电源馈入 ,灯丝通过绝缘陶瓷固定，与放电室绝缘隔离；灯丝材料包括钽或钨。

4.根据权利要求1所述的一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置，其特征在于，所述进气通道入口在靠近灯丝一侧，提高气体利用率，增加等离子体的生成速度。

5.根据权利要求1所述的一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置，其特征在于，所述水冷通道为一圈不锈钢夹层，设置在放电室外侧多组永磁铁的外围，一端注入一端口流出。

6.根据权利要求1所述的一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置，其特征在于，引出电极上的高压10～60kV通过外加电源馈入，引出电极通过绝缘防护套固定，引出电极与等离子体电极间通过绝缘块隔离。

7.根据权利要求1所述的一种高能离子注入机用的尖端场形负氢离子源装置，其特征在于，所述离子源装置的灯丝、引出电极、水冷通道均采用可拆卸的结构设计，方便离子源零部件的清洗和更换。