[发明专利]新型改良的离子源

权利要求书

1.一种用于产生离子流的离子源，所述离子源包括：

至少部分地界定电离区的铝合金电弧室壳体，高能量电子从导热体移动通过所述电离区以离子化注射到所述壳体内部内的气体分子，和

控制电路，所述控制电路将所述电弧室壳体的操作温度保持到400℃-550℃的范围内。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中所述控制电路包括用于监测所述电弧室壳体的温度的温度传感器。

3.根据权利要求1所述的离子源，其中所述电弧室壳体包括支撑多个电阻热元件的多个通路，所述电阻热元件连接到所述控制器，以便升高和降低所述电弧室壳体的温度。

4.根据权利要求3所述的离子源，其中所述电阻热元件包括多个外部柔性壳套，所述外部柔性壳套随着温度的变化而膨胀和收缩，以保持所述壳体和所述电阻热元件之间良好的热传递。

5.根据权利要求1所述的离子源，进一步包括支撑所述电弧室主体的源块，所述电弧室主体包括用于将气态电离材料注射到所述电弧室壳体内部的烘箱，其中通过在所述电弧室壳体与所述源块之间置入温度绝缘隔热件将所述电弧室壳体与所述源块间隔开。

6.根据权利要求1所述的离子源，还包括支撑在铝合金源块内用于将气态电离材料注射到所述电弧室内的烘箱。

7.根据权利要求6所述的离子源，其中所述烘箱包括用于接收冷却气体的多个空腔，以便冷却所述烘箱。

8.根据权利要求1所述的离子源，进一步包括安装到多个安装支柱的退出孔板，和包括用于抵靠所述电弧室壳体偏置所述孔板的多个弹簧。

9.根据权利要求6所述的离子源，其中所述源块具有多个定位销，所述定位销接合在所述电弧室内、沿中心线在多个间隔位置处的相对应的多个孔，同时允许所述电弧室主体在所述中心线的任意一侧上膨胀和收缩。

10.根据权利要求9所述的离子源，进一步包括具有基本上对齐所述中心线的电弧缝的退出孔板，所述电弧室主体关于其发生膨胀和收缩。

11.一种用于生成离子束的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过将所述电弧室壳体安装到源块上以便相对于离子传播路径定位所述电弧室壳体而定位铝合金电弧室壳体，所述铝合金电弧室壳体至少部分地界定发射离子流的电离区；

b)通过从界定所述电离区的那些电子的加热金属源发射电子而引导所述电子通过所述电离区；

c)从所述电弧室壳体发射电子，以形成射束；以及

d)控制施加到所述电弧室的功率，以将所述感测的温度保持在400℃-550℃的温度范围内。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括步骤：监测所述电弧室壳体的区域处的多个温度，并提供用于确定将多少功率施加到所述电弧室的与感测温度相关的信号。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述定位的步骤包括相对于离子束传播路径固定源块，和将所述电弧室主体沿中心线连接到所述源块，以允许所述电弧室主体随温度变化膨胀和收缩。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过导热衬垫将所述源块与所述电弧室主体间隔开，所述导热衬垫抑制在所述期望的温度范围的高端处的温度变化。

15.根据权利要求11所述的方法，其中通过放置与所述电弧室主体接触的电阻加热器并调节通过所述电阻加热器的电流而控制所述电弧室壳体的温度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中由包围所述电阻加热器的柔性壳套保持所述电阻加热器与所述壳体主体之间的热传导。