[发明专利]一种简便高效高能离子束发射装置

权利要求书

1.一种简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，包括离子束产生组件、离子束传输组件和离子束引出组件；所述离子束传输组件位于所述离子束产生组件和所述离子束引出组件之间；所述离子束产生组件包括陶瓷套和金属阴极；所述陶瓷套内壁与所述金属阴极的外壁通过齿合结构相连接。

2.根据权利要求1所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述齿合结构包括设置于所述陶瓷套内壁上的内齿和设置于所述金属阴极外壁上的外齿，所述内齿与所述外齿的尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述内齿和所述外齿的齿高为0.1-0.8mm，齿宽为0.1-0.6mm；无需涂碳处理，所述陶瓷套和所述金属阴极之间电阻为1-2MΩ。

4.根据权利要求2或3所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述齿合结构包括10-200个所述内齿或所述外齿，金属阴极比表面积提高20％以上，每次触发形成离子数提高15％以上。

5.根据权利要求1所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述离子束传输组件包括触发电极、扩张杯和脉冲磁场；所述触发电极套在所述离子束产生组件的离子束发射端的外壁上，所述扩张杯位于所述触发电极与所述脉冲磁场之间，所述脉冲磁场位于靠近所述离子束传输组件的一侧。

6.根据权利要求5所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述触发电极触发电压6～10kV，触发频率1-50Hz，触发最大电流不低于800A，每次触发形成的离子束束流不低于2mA。

7.根据权利要求5所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述扩张杯采用导磁材料制作，相对磁导率不低于200H/m。

8.根据权利要求5所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述脉冲磁场电流为10-100A，磁场强度1-100mT，频率为1-100Hz；所述触发电极与所述脉冲磁场同频率。

9.根据权利要求5所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述离子束加速组件包括第一电极和加速电极；所述加速电极为V型结构；所述第一电极位于靠近所述脉冲磁场的一端，所述加速电极位于远离所述脉冲磁场的一端。

10.根据权利要求9所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述扩张杯与所述第一电极之间的电压为100-1000V。

11.根据权利要求9所述的简便高效高能离子束发射装置，其特征在于，所述加速电极的加速电压为10-50kV，加速电压变化不超过5％，所述加速电极与所述第一电极之间的中间间距为3mm，沿半径方向依次减少，最边缘间距1mm，束斑尺寸300-600mm，引出离子束发射度4-200πmm·mRad，离子能散度小于10％。