[發明專利]一種離子加速器

在審

• 申請號: 201910070105.7
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109688690A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 錢鐵威
• 申請（專利權）人: 北京中百源國際科技創新研究有限公司
• 主分類號: H05H9/00
• 分類號: H05H9/00;H05H7/22;H05H1/24
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪

本發明提出了一種離子加速器，包括等離子體發生源、真空容器、離子線性加速器以及用于將真空容器提升到所需電壓的高壓電源，真空容器安裝在離子線性加速器的離子入口處，離子體發生源發生的離子束直接從真空容器入射到離子線性加速器。本發明提出一種離子加速器，可大大簡化離子源、束線和離子線性加速器的組合的復雜程度，進一步減少庫侖排斥的影響。

技術領域

本發明涉及一種離子加速器。

背景技術

在傳統的離子加速裝置中，離子源，用于傳輸低能離子束的束線和離子線性加速器的組合不能滿足離子束中的庫侖排斥力。當使用具有大電流的離子源并且僅是提取的離子束的一部分時，可以滿足離子線性加速器的入射條件，光束的發散特別大，存在數量小的問題。

此外，當使用利用激光加熱等的脈沖離子源作為離子源時，離子束的電流量，產生的離子的電荷數等在幾微秒的束產生脈沖內發生很大變化，通過適當地采用庫侖排斥來設計光束線是非常困難的。

此外，傳統的離子加速器存在的問題是需要包括諸如聚焦透鏡的裝置的復雜光束線。

發明內容

針對背景技術中指出的問題，本發明提出一種離子加速器，可大大簡化離子源、束線和離子線性加速器的組合的復雜程度，進一步減少庫侖排斥的影響。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種離子加速器，包括等離子體發生源、真空容器、離子線性加速器以及用于將真空容器提升到所需電壓的高壓電源，真空容器安裝在離子線性加速器的離子入口處，離子體發生源發生的離子束直接從真空容器入射到離子線性加速器。

本發明還進一步設置為，真空容器的離子束出口處設有絕緣環，所述的絕緣環中間設置一個入射通道，入射通道位于離子束的入射方向上。

本發明還進一步設置為，所述的入射通道由絕緣材料制成。

本發明還進一步設置為，所述的入射通道可在離子束入射方向上進行位置調節。

本發明還進一步設置為，所述的入射通道通過螺釘與絕緣環連接。

本發明還進一步設置為，所述的等離子體發生源包括激光發生器一、發射鏡一、發射鏡二、離子體產生目標，離子體產生目標設置在真空容器的離子束進口處，激光發生器一發出的激光依次經過發射鏡一、發射鏡二的反射后照射離子體產生目標。

本發明還進一步設置為，離子體產生目標與入射通道之間設有聚光透鏡，聚光透鏡中間設有供離子束穿過的空間。

本發明還進一步設置為，還包括激光發生器二和激光發生器三，激光發生器二和激光發生器三的激光入射方向與離子束的入射方向相同，激光發生器二和激光發生器三的激光入射方向上分別設有反射鏡三和反射鏡四，激光發生器二、激光發生器三、反射鏡三、反射鏡四設置于真空容器內，反射鏡三可把激光發生器二的入射激光發射到離子體產生目標上，反射鏡四可把激光發生器三的入射激光發射到離子體產生目標上。

本發明的有益效果：

（1）根據本發明提供的離子加速器，包括等離子體發生源，用于從等離子體發生源產生的等離子體中提取離子的真空容器，以及串聯連接的離子線性加速器并且真空容器配備有高壓電源，該高壓電源連接到離子線性加速器的離子入口附近，并用于將真空容器升高到所需電壓，使得離子從真空容器直接注入離子線性加速器中，由于具有負電荷的電子和具有正電荷的離子共存，因此不會產生庫侖排斥力，簡化了加速器的配置，顯著增加了可加速的離子量。

（2）在離子線性加速器的入口附近，通常產生強烈的高頻電場，在該區域中，通過狹小入射通道的大部分電子不能進入直線加速器的加速通道，離子和電子被有效地分離。

（3）通過將入射通道配置成在離子線性加速器的離子入口的徑向方向上可調節，可以相對于直線加速器精確地調節相對于入射通道的軸向的位置。