[发明专利]一种基于磁性阳极结构的小型化潘宁离子源

权利要求书

1.一种基于磁性阳极结构的小型化潘宁离子源，其特征在于，包含磁钢(1)、第一阴极(2)、阳极(3)、第二阴极(4)和磁环(5)，所述阳极(3)为筒状的可导电磁环，阳极(3)的轴向设有阳极孔(32)，所述第一阴极(2)和第二阴极(4)分别位于阳极(3)的两端，所述磁钢(1)设置在第一阴极(2)的外侧，所述磁环(5)设置在第二阴极(4)的外侧；

所述第一阴极(2)及第二阴极(4)与所述阳极(3)之间电压超过阈值电压以后，在充有低压气体的电极之间产生自持放电；在这个磁电系统中，电子在电场和磁场的共同作用下做螺旋线运动，从而产生潘宁等离子体；所述阳极(3)可产生轴向磁场，配合离子源原有的磁钢和磁环，增强离子源轴向磁场的磁场强度和均匀度，从而实现潘宁等离子体密度的提高和控制。

2.根据权利要求1所述的小型化潘宁离子源，其特征在于，所述阳极(3)的电压为1000-3000V。

3.根据权利要求1所述的小型化潘宁离子源，其特征在于，所述阳极(3)的截面为环形，管壁(31)厚度为2-5mm，所述阳极孔(32)的截面直径为5-12mm。

4.根据权利要求1所述的小型化潘宁离子源，其特征在于，所述阳极(3)的材料为具有较高硬度和熔点的可导电的磁性材料。

5.根据权利要求1所述的小型化潘宁离子源，其特征在于，所述阳极(3)的材料为铁氧体等可导电的磁性材料。

6.根据权利要求1所述的小型化潘宁离子源，其特征在于，所述第一阴极(2)和所述第二阴极(4)的厚度为2-10mm。

7.根据权利要求7所述的小型化潘宁离子源，其特征在于，所述第一阴极(2)和所述第二阴极(4)的厚度优选为5mm。

8.一种基于磁性阳极结构的小型化潘宁离子源，其特征在于：为三电极结构，主要包括第一阴极(I)、磁性阳极(II)和第二阴极(III)，所述磁性阳极(II)为筒状的可导电的耐温高磁能积磁环，磁性阳极(II)的轴向设有阳极孔，位于第一阴极(I)和第二阴极(III)之间；

第一阴极(I)及第二阴极(III)与磁性阳极(II)之间电压超过阈值电压以后，在充有低压气体的电极之间产生自持放电；在这个磁电系统中，电子在电场和磁场的共同作用下做螺旋线运动，从而产生潘宁等离子体；所述磁性阳极(II)产生的高强度和均匀度的轴向磁场，有利于实现潘宁等离子体密度的提高和控制，以及潘宁离子源的进一步小型化。

9.根据权利要求9所述的小型化潘宁离子源，其特征在于：具有磁性的阳极II，其中心圆孔的中轴线与束流引出方向一致；所述磁性阳极(II)的截面为环形，中心圆孔的截面的直径为5mm-12mm，磁性阳极(II)的管壁厚度为2mm-5mm。