[发明专利]宽带离子束产生与控制用的共轭ICP与ECR等离子源

权利要求书

1.一种离子源，包括：

第一感应耦合等离子源，包括：

第一介电圆柱体，其具有第一中心轴、第一闭合末端及第一开放末端；

第一气体入口，其与所述第一圆柱体连通，所述第一圆柱体用以将第一气体提供至所述第一圆柱体内；以及

第一天线，其围绕所述第一介电圆柱体，所述第一天线用以将RF功率感应耦合至所述第一气体；

第二ICP等离子源，包括：

第二介电圆柱体，其具有第二中心轴、第二闭合末端及第二开放末端；

第二气体入口，其与所述第二圆柱体连通，所述第二气体入口用以将第二气体提供至所述第二圆柱体内；以及

第二天线，其围绕所述第二介电圆柱体，所述第二天线用以将RF功率感应耦合至所述第二气体；以及

腔外壳，其界定扩散腔，所述扩散腔包括第一末端及第二末端，其中所述扩散腔的所述第一末端连通所述第一介电圆柱体的所述开放末端，所述扩散腔的所述第二末端连通所述第二介电圆柱体的所述开放末端及提取孔径，所述提取孔径的一个尺寸远远大于第二尺寸，其中所述较长尺寸与所述第一介电圆柱体的所述第一中心轴平行。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中所述第二中心轴与所述提取孔径的所述较长尺寸平行，且与所述第一介电圆柱体的所述第一中心轴同轴。

3.根据权利要求2所述的离子源，还包括围绕所述腔外壳以形成多尖峰磁场的额外磁铁。

4.根据权利要求2所述的离子源，还包括与所述第一天线连通的第一RF功率源及与所述第二天线连通的第二RF功率源，所述第一RF功率源及所述第二RF功率源每一个用以为对应的天线提供功率。

5.根据权利要求4所述的离子源，其中所述RF功率藉由两个独立匹配网络提供至所述第一天线及第二天线。

6.根据权利要求2所述的离子源，还包括靠近所述提取孔径定位的提取光学器件，其用以便于离子自所述扩散腔退出。

7.一种离子源，包括：

第一电子回旋加速器共振等离子源，包括：

第一圆柱体，其具有第一中心轴、第一闭合末端及第一开放末端；

第一气体入口，其与所述第一圆柱体连通，所述第一气体入口用以将第一气体提供至所述第一圆柱体内；

第一磁铁，其围绕所述圆柱体，所述第一磁铁用以在所述第一圆柱体内产生轴向磁场；以及

第一介电窗，其靠近所述闭合末端，用于将微波引入至所述第一介电圆柱体内，所述微波及所述磁场组合以使所述第一气体离子化；

第二ECR等离子源，包括：

第二圆柱体，其具有第二中心轴、第二闭合末端及第二开放末端；

第二气体入口，其与所述第二圆柱体连通，所述第二气体入口用以将第二气体提供至所述第二圆柱体内；

第二磁铁，其围绕所述第二圆柱体，所述第二磁铁用以在所述第二圆柱体内产生轴向磁场；以及

第二介电窗，其靠近所述第二闭合末端，用于将微波引入至所述第二圆柱体内，所述微波及所述磁场组合以使所述第二气体离子化；以及

腔外壳，其界定扩散腔，所述扩散腔包括第一末端及第二末端，其中所述扩散腔的所述第一末端与所述第一圆柱体的所述开放末端连通，所述扩散腔的所述第二末端与所述第二圆柱体的所述开放末端及提取孔径连通，所述提取孔径的一个尺寸远远大于第二尺寸，其中所述较长尺寸与所述第一圆柱体的所述第一中心轴平行。

8.根据权利要求7所述的离子源，还包括围绕所述腔外壳以形成多尖峰磁场的额外磁铁。

9.根据权利要求7所述的离子源，其中所述第一磁铁及第二磁铁包括螺线管，且所述离子源还包括DC电流源，用以控制由所述螺线管形成的所述磁场。

10.根据权利要求7所述的离子源，其中所述第一磁铁及第二磁铁包括螺线管，且所述离子源还包括第一DC电流源及第二DC电流源，其中所述螺线管中的每一个由对应电流源控制。

11.根据权利要求7所述的离子源，其中所述第一磁铁及第二磁铁包括永久磁铁。

12.根据权利要求7所述的离子源，还包括靠近所述提取孔径的提取光学器件，其用以便于离子自所述扩散腔退出。