[发明专利]一种具有光圈阀的可闭合栅极系统

权利要求书

1.一种具有光圈阀的可闭合栅极系统，其特征在于，包括同轴安装的光圈阀结构和栅极结构，其中，所述光圈阀结构包括自上而下安装的保护盖(1)、调节器(2)和叶片组(3)，所述栅极结构包括自上而下安装的屏栅(4)、栅间绝缘件(5)和加速栅(6)，其中，

所述保护盖(1)为圆环形，用于对所述调节器(2)进行保护和限位；

所述调节器(2)为圆环形，表面呈圆周阵列设置调节器导轨(202)，所述调节器(2)能够通过外部作动装置旋转；

所述叶片组(3)包括多个结构相同的叶片(301)，每个叶片(301)上设置叶片圆凸台(302)和叶片直凸台(303)，所述调节器导轨(202)与所述叶片圆凸台(302)紧密接触；

所述屏栅(4)为圆形，在所述屏栅(4)上设置屏栅孔(401)，呈圆周阵列设置屏栅导轨(402)；所述屏栅导轨(402)与所述叶片直凸台(303)紧密接触，所述叶片组(3)与所述屏栅(4)贴合安装，两者厚度量级相等，电压相等；所述叶片组(3)的移动过程具有多个停留位置，在每个停留位置，所述叶片组(3)不会切割所述屏栅孔(401)，与等离子体接触的每个所述屏栅孔(401)的接触面积完整；

所述栅间绝缘件(5)为圆环形，用于将所述屏栅(4)和所述加速栅(6)绝缘隔开，所述栅间绝缘件(5)的圆环内直径与所述屏栅(4)的有效工作直径相等；

所述加速栅(6)为圆形，表面设有与所述屏栅孔(401)一一对应的加速栅孔(601)；

所述保护盖(1)、所述屏栅(4)、所述栅间绝缘件(5)和所述加速栅(6)相固连，不能相对移动；

所述可闭合栅极系统的动作过程为：控制指令发出后，所述调节器(2)的旋转运动转换为所述叶片组(3)在所述屏栅(4)表面的平移运动并实现所述叶片组(3)开度调节，即外部作动装置带动所述调节器(2)沿所述可闭合栅极系统的中心轴线在平面旋转运动，所述叶片圆凸台(302)沿对应的所述调节器导轨(202)移动，所述叶片直凸台(303)沿对应的所述屏栅导轨(402)平移，遮蔽所述屏栅孔(401)，改变与电离室内等离子体接触的有效所述屏栅孔(401)数量，实现栅极系统的开度调节，实现可闭合的功能。

2.根据权利要求1所述的一种具有光圈阀的可闭合栅极系统，其特征在于，在所述屏栅(4)上，以有效工作直径为直径的离子束流引出圆内按照多级同心等间距正多边形排列法设置屏栅孔(401)，其中，所述多级同心等间距正多边形排列法满足以下条件：

设定所述屏栅孔(401)间距标准值d和所述屏栅孔(401)间距最大偏差值e；在所述离子束流引出圆内作至少两个对应边互相平行的同心正多边形，同心正多边形的中心与所述离子束流引出圆的圆心重合；令同心正多边形间的顶点距离差等于d，形成多级同心等间距正多边形，与所述叶片组(3)的开度相对应；在多级等顶点间距的同心正多边形间排列所述屏栅孔(401)，所述屏栅孔(401)不被同心正多边形切割，所述屏栅孔(401)的间距为d±e。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有光圈阀的可闭合栅极系统，其特征在于，外部作动装置通过齿轮传动机构与所述调节器(2)连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种具有光圈阀的可闭合栅极系统，其特征在于，外部作动装置通过啮合所述调节器(2)上的调节器轮齿(201)与所述调节器(2)连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种具有光圈阀的可闭合栅极系统，其特征在于，所述可闭合栅极系统的工作模式包括普通模式、密封模式和节流模式，其中，

所述普通模式即所述叶片组(3)的开度调至最大，所述屏栅孔(401)全部开启；

所述密封模式即所述叶片组(3)的开度调至最小，所述屏栅孔(401)全部关闭，所述可闭合栅极系统能够实现密封；

所述节流模式即所述叶片组(3)的开度处于最大和最小之间，在所述叶片组(3)形成的正多边形的外侧的所述屏栅孔(401)因被所述叶片组(3)遮挡而被关闭，其余所述屏栅孔(401)正常工作，所述可闭合栅极系统中用于离子束流引出的所述屏栅孔(401)数量能够调节，实现节流。