[實用新型]一種中空陰極離子源

有效

• 申請號: 201120143296.4
• 申請日: 2011-05-09
• 公開（公告）號: CN202042452U
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 周霖;劉傳勝;楊錚;付德君
• 申請（專利權）人: 武漢大學蘇州研究院
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J37/317
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 劉榮

技術領域

本實用新型涉及一種離子源，具體來說，涉及一種中空陰極離子源。

背景技術

離子注入技術是上世紀70年代興起的材料表面改性和摻雜手段，廣泛用于半導體、集成電路、金屬材料表面改性等工業及科研領域。離子源作為產生和引出離子束的裝置，是加速器、離子注入機、同位素分析器等諸多設備的核心部件。根據所需離子的種類和電荷態，存在多種結構的離子源，各離子源的工作原理各不相同。

在現有技術中，利用911型離子源進行中空陰極放電，使電子與金屬蒸氣原子碰撞產生電離，形成等離子體，并由引出電極引出離子束流。911型離子源的主要問題是結構復雜，既有蒸發坩堝又有電子槍，蒸發坩堝的加熱絲和電子槍的燈絲都是易損部件，需要經常更換，而蒸發坩堝內的金屬原料也需要根據加工或科研業務的需要進行更換。電子槍內工作物質常常污染腔體或短路，需要進行清洗。另一方面，蒸發坩堝和電子槍并不是同時需要卸換，原有的一體化設計增加了不必要的工作量。

發明內容

為解決現有技術中的上述問題，本實用新型提供一種中空陰極離子源，本實用新型提供的離子源便于拆卸、安裝、換料、更換受損部件和清潔。

為達成上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種中空陰極離子源，至少包括電子槍、蒸發坩堝、連接螺母和進氣管，電子槍包括燈絲、上陰極、下陰極、陰極絕緣套、上陰極接線環、陰極帽、陰極套、陽極、陽極座及陽極絕緣套，蒸發坩堝包括坩堝體、加熱器、坩堝套及隔熱屏；在電子槍中，外部套裝有陰極絕緣套的下陰極設于陰極帽的中心處，上陰極位于下陰極的上方、且上陰極與下陰極之間設有陰極絕緣套，上陰極、下陰極及陰極絕緣套構成中空陰極，燈絲位于中空陰極內、且中空陰極安裝于與陰極帽以螺紋方式連接的陰極套中，上陰極的上方依次安裝有陽極絕緣套、陽極及陽極座，陽極絕緣套的下部與上陰極的上部連接，陽極位于陽極絕緣套與陽極座之間且與上陰極之間設有間隙，上陰極接線環套裝于上陰極與陰極絕緣套的外部；在蒸發坩堝中，纏繞有加熱絲的加熱器套裝于坩堝套內、且下部與坩堝套連接，坩堝體位于加熱器內，隔熱屏以卡槽方式套裝于坩堝套的外部；坩堝體的底部嵌于陽極和陽極座中，坩堝套的下部及陰極套的上部均設有外螺紋，坩堝套的下部與陰極套的上部通過連接螺母連接，加熱器的底部置于陽極座和陰極套的上方，陰極帽與隔熱屏以螺紋方式連接，坩堝體和加熱器的上部連接有進氣管。

中空陰極的外圍設有纏繞于線圈架上的磁場線圈，線圈架位于隔熱屏的下部、且與隔熱屏以螺紋方式連接。

磁場線圈的纏繞方向與燈絲的纏繞方向相反。

與現有技術相比，本實用新型提供的中空陰極離子源的坩堝套的下部及陰極套的上部均設有外螺紋，坩堝套的下部與陰極套的上部通過連接螺母連接，因此便于拆卸、安裝、換料、更換受損部件和清潔。

附圖說明

附圖是本實用新型的離子源的結構示意圖。

圖中：1-燈絲；2-上陰極；3-下陰極；4-陰極絕緣套；5-上陰極接線環；6-陰極帽；7-陰極套；8-陽極；9-陽極座；10-陽極絕緣套；11-坩堝體；12-加熱器；13-坩堝套；14-隔熱屏；15-連接螺母；16-加熱絲；17-進氣管；18-線圈架。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型提供的中空陰極離子源做進一步詳細說明。

如圖1中所示，至少包括電子槍、蒸發坩堝、連接螺母15和進氣管17，電子槍包括燈絲1、上陰極2、下陰極3、陰極絕緣套4、上陰極接線環5、陰極帽6、陰極套7、陽極8、陽極座9及陽極絕緣套10，蒸發坩堝包括坩堝體11、加熱器12、坩堝套13及隔熱屏14。

在電子槍中，外部套裝有陰極絕緣套4的下陰極3設于陰極帽6的中心處，上陰極2位于下陰極3的上方、且上陰極2與下陰極3之間設有陰極絕緣套4，上陰極2、下陰極3及陰極絕緣套4構成中空陰極，燈絲1位于中空陰極內、且中空陰極安裝于與陰極帽6以螺紋方式連接的陰極套7中，上陰極2的上方依次安裝有陽極絕緣套10、陽極8及陽極座9，陽極絕緣套10的下部與上陰極2的上部連接，陽極8位于陽極絕緣套10與陽極座9之間且與上陰極2之間設有間隙，上陰極接線環5套裝于上陰極2與陰極絕緣套4的外部。

在蒸發坩堝中，纏繞有加熱絲16的加熱器12套裝于坩堝套13內、且下部與坩堝套13連接，坩堝體11位于加熱器12內，隔熱屏14以卡槽方式套裝于坩堝套13的外部。