[發(fā)明專(zhuān)利]用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源和寬帶離子束系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310089797.2
• 申請(qǐng)日: 2013-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103247505A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃永章
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波瑞曼特新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01J37/08
• 分類(lèi)號(hào): H01J37/08;H01J37/317
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：包括弧室、雙間接加熱式陰極、多通道氣體入口裝置、窗框型源磁鐵、限制源磁鐵下游的的磁場(chǎng)分布范圍的磁屏蔽裝置、放置在所述弧室內(nèi)部的內(nèi)部電極以及給所述弧室、雙間接加熱式陰極、窗框源磁鐵和放置在所述弧室內(nèi)部的內(nèi)部電極供電的電源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述弧室在長(zhǎng)度方向具有一個(gè)100毫米至1000毫米尺寸的長(zhǎng)形腔體，所述弧室的一面有一個(gè)在長(zhǎng)度方向具有100毫米至1000毫米尺寸的長(zhǎng)形引出開(kāi)口以便離子從所述長(zhǎng)形引出開(kāi)口被引出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述雙間接加熱式陰極由兩個(gè)間接加熱式陰極組成，每一個(gè)間接加熱式陰極設(shè)置在所述弧室的一端；所述的間接加熱式陰極包括筒狀的陰極、燈絲和支撐裝置，該支撐裝置支撐所述筒狀的陰極和燈絲，所述筒狀的陰極的一端是敞開(kāi)的，所述筒狀的陰極的另一端包括一個(gè)導(dǎo)電性罩延伸到弧室內(nèi)用于發(fā)射致電離的電子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述多通道氣體入口裝置安裝在所述弧室的內(nèi)部，并面對(duì)氣體供給管線(xiàn)，所述多通道氣體入口裝置的多通道氣體入口有沿電弧室的長(zhǎng)方向設(shè)置多個(gè)均勻分布的孔，從所述氣體供給管線(xiàn)進(jìn)入的摻雜氣體分子通過(guò)所述多通道氣體入口裝置的多通道氣體入口后被重新分配進(jìn)入弧室。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述弧室內(nèi)部沿長(zhǎng)度方向設(shè)置多個(gè)電極，每個(gè)電極的形狀與弧室的內(nèi)部形狀相似，每個(gè)電極分別連接到獨(dú)立的電壓電源，每個(gè)電極的電源電壓的極性和電壓強(qiáng)度單獨(dú)調(diào)整以便調(diào)整弧室內(nèi)的等離子體密度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述限制源磁鐵下游的的磁場(chǎng)分布范圍的磁屏蔽裝置的材料是磁性材料制成的板或空心盒，所述限制源磁鐵下游的的磁場(chǎng)分布范圍的磁屏蔽裝置設(shè)置在所述窗框形源磁鐵的下游，用來(lái)限制源磁場(chǎng)的下游的的磁場(chǎng)分布范圍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述窗框形源磁鐵包括一個(gè)窗框形磁軛、一對(duì)主線(xiàn)圈和一組側(cè)線(xiàn)圈，該窗框形磁軛有一對(duì)長(zhǎng)邊和一對(duì)短邊，長(zhǎng)邊大于短邊；多個(gè)電源給所述主線(xiàn)圈和所述側(cè)線(xiàn)圈供電。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述主線(xiàn)圈卷繞在所述窗框形磁軛的長(zhǎng)邊，主線(xiàn)圈串聯(lián)連接并由一個(gè)電流源供電，主線(xiàn)圈居中設(shè)置在所述窗框形磁軛的長(zhǎng)邊；所述側(cè)線(xiàn)圈纏繞在所述窗框形磁軛的長(zhǎng)邊并分別設(shè)置在所述主線(xiàn)圈的兩個(gè)端部，側(cè)線(xiàn)圈串聯(lián)連接，并由一個(gè)電流源供電，或每個(gè)側(cè)線(xiàn)圈可以分別由單獨(dú)的電流源供電。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，其特征在于：所述主線(xiàn)圈進(jìn)一步包括多個(gè)單獨(dú)的小線(xiàn)圈，每一個(gè)單獨(dú)的小線(xiàn)圈連接到一個(gè)獨(dú)立的電流電源，每個(gè)獨(dú)立小線(xiàn)圈的電流電源的極性和強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整；在每個(gè)相鄰小線(xiàn)圈之間的空間插入磁性材料套。

10.一種寬帶離子束系統(tǒng)，其特征在于：包括權(quán)利要求1所述的用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源，引出電極單元，離子束輸送裝置，離子束測(cè)量單元和目標(biāo)靶室，所述離子束輸送裝置用于傳輸、聚焦、加速或減速所述寬帶離子束到目標(biāo)的表面，?用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源通過(guò)引出電極單元引出、用離子束輸送裝置進(jìn)行輸送并到達(dá)目標(biāo)靶室；所述離子束測(cè)量單元測(cè)量離子束的離子束電流、離子束電流密度分布和離子束的角度。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的寬帶離子束系統(tǒng)，其特征在于：所述的用于離子束系統(tǒng)的間熱式寬帶束離子源包括弧室、雙間接加熱式陰極、多通道氣體入口裝置、窗框型源磁鐵、限制源磁鐵下游的的磁場(chǎng)分布范圍的磁屏蔽裝置、放置在所述弧室內(nèi)部的內(nèi)部電極以及給所述弧室、雙間接加熱式陰極、窗框源磁鐵和放置在所述弧室內(nèi)部的內(nèi)部電極供電的電源。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的寬帶離子束系統(tǒng)，其特征在于：所述離子束輸送裝置包括質(zhì)量分析單元，偏轉(zhuǎn)單元和加速單元；所述離子束輸送裝置傳輸，聚焦，加速或減速所述寬帶離子束到目標(biāo)表面；所述離子束測(cè)量單元測(cè)量離子束的離子束電流，離子束電流密度分布和離子束的角度，電子束電流密度分布的測(cè)量數(shù)據(jù)被用來(lái)反饋控制窗框形磁鐵的主線(xiàn)圈、側(cè)線(xiàn)圈的調(diào)節(jié)，或反饋控制多個(gè)內(nèi)部電極的調(diào)節(jié)以獲????得均勻的寬帶離子束。