[發明專利]一種雙層孔離子引出和加速裝置

有效

• 申請號: 201911387938.2
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111093312B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 楊溫淵;董燁;周前紅;董志偉
• 申請（專利權）人: 北京應用物理與計算數學研究所
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;H05H1/54
• 代理公司: 北京安度修典專利代理事務所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 楊方成

1.一種雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，該裝置為圓柱狀結構，包括陰極、第一陽極和第二陽極，所述陰極、第一陽極和第二陽極沿圓柱中心軸為旋轉對稱結構，所述陰極與所述第一陽極之間通過第一絕緣介質隔離，所述第一陽極與第二陽極之間通過第二絕緣介質隔離；其中，從裝置的中心剖面來看，

所述陰極圍成了等離子體區，所述等離子體區為矩形，所述陰極在靠近所述第一陽極的邊界中心處設置有第一引出孔；

所述第一陽極的中心位置處設置有第二引出孔；

所述第一陽極和第二陽極之間形成離子加速區，所述離子加速區為真空區；

所述等離子體區的離子經所述第一引出孔和第二引出孔引出，然后經過所述離子加速區加速后打到所述第二陽極上；

所述等離子體區的長度和半徑分別為Lc和Rc，所述第一引出孔的厚度和半徑分別為L1和R1，所述第二引出孔的厚度和半徑分別為L2和R2，所述第一引出孔和第二引出孔之間的距離為Lca，所述離子加速區的長度和半徑分別為La和Ra，其中，Lc＝4.7mm，Rc＝5.0mm，L1＝0.1mm，R1＝1.4mm，L2＝1.6mm，R2＝1.4mm，Lca＝0.2mm，La＝5.0mm，Ra＝5.0mm。

2.根據權利要求1所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述等離子體區由氣體放電產生或直接加載產生。

3.根據權利要求1所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述第一引出孔和第二引出孔均為圓柱形孔，并且圓柱形孔的中心軸與整個裝置的中心軸重合。

4.根據權利要求1所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述陰極上靠近所述第一陽極的邊界厚度遠小于所述第一陽極的厚度。

5.根據權利要求1所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述第一引出孔和第二引出孔的半徑相同。

6.根據權利要求1所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述陰極為接地電極，電位U_c為0V。

7.根據權利要求6所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述第一陽極和第二陽極均施加負偏壓，所述第一陽極的電位為U1，所述第二陽極的電位為U2，其中，U10，U20，U1U2，U1的絕對值遠小于U2的絕對值。

8.根據權利要求1所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述陰極、第一陽極和第二陽極均為良導體。

9.根據權利要求7所述的雙層孔離子引出和加速裝置，其特征在于，所述第一陽極的電位U1為-250V，所述第二陽極的電位U2為-10.25kV。