[發明專利]一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置

有效

• 申請號: 202010515865.7
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111681936B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 陳根;宋云濤;趙燕平;毛玉周
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J37/317;H01L21/67
• 代理公司: 廣州科沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 王維霞

1.一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置，其特征在于，該裝置包括：燈絲，進氣通道，放電室，永磁鐵，水冷通道，等離子體電極，引出電極，絕緣防護套，絕緣陶瓷，頂部永磁鐵，絕緣塊；所述燈絲為U型結構，頂部設計有電流接口；燈絲設計有絕緣結構，利用絕緣陶瓷支撐在放電室頂部，與放電室絕緣；放電室為柱形結構設計；放電室接地，放電室頂部設計有進氣通道和頂部永磁鐵，底部設計有等離子體電極和絕緣防護套；放電室外側設置有多組永磁鐵，每組永磁鐵分為六層；永磁鐵外側是設計有水冷通道；等離子體電極下方設計有引出電極和絕緣防護套，等離子體電極與引出電極間設有絕緣塊；

所述等離子體電極引出孔直徑為4mm，與引出電極的流入喇叭口結構結合，提高引出束流的強度；

通過束流動力學仿真優化等離子體電極和引出電極的結構之間的距離為8mm，提高離子的引出效率，降低打火風險。

2.根據權利要求1所述的一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置，其特征在于，所述多組永磁鐵，每組永磁鐵分為六層，其中上面五層實現多峰場，最下面一層形成離子源的過濾場。

3.根據權利要求1所述的一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置，其特征在于，燈絲上的電流通過外加電源饋入 ,燈絲通過絕緣陶瓷固定，與放電室絕緣隔離；燈絲材料包括鉭或鎢。

4.根據權利要求1所述的一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置，其特征在于，所述進氣通道入口在靠近燈絲一側，提高氣體利用率，增加等離子體的生成速度。

5.根據權利要求1所述的一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置，其特征在于，所述水冷通道為一圈不銹鋼夾層，設置在放電室外側多組永磁鐵的外圍，一端注入一端口流出。

6.根據權利要求1所述的一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置，其特征在于，引出電極上的高壓10～60kV通過外加電源饋入，引出電極通過絕緣防護套固定，引出電極與等離子體電極間通過絕緣塊隔離。

7.根據權利要求1所述的一種高能離子注入機用的尖端場形負氫離子源裝置，其特征在于，所述離子源裝置的燈絲、引出電極、水冷通道均采用可拆卸的結構設計，方便離子源零部件的清洗和更換。