[实用新型]离子源准直器及离子源

说明书

技术领域

本实用新型属于物理电子领域，涉及一种离子源准直器及离子源。

背景技术

在潘宁（PENNING）离子源中，准直器是其关键部件之一。只有对阳极筒内产生的等离子体进行适当的控制，才能达到较好的引出效果，得到较高的引出流强。该功能由准直器实现。通过改变准直器上准直空的大小、位置、形状对参数对阴阳极间的等离子体柱进行限制，实现最优化的输出。

由于准直器紧邻阴极杆，阴极材料在发射电子时蒸发与离子溅射，部分材料会堆积在准直器上，改变准直器的原有参数，直接影响了离子源的性能与寿命。更换（维修）准直器需要打开并靠近加速器，加速器在工作过程中会产生放射性，使得维修需要在停机后等待辐射衰减至安全值时进行。准直器更换后，加速器真空恢复也需要较长时间。从而使离子源检修维护一次所造成的停机时间很长。因此，研制一种能够经受住较长时间离子溅射的准直器对延长离子源寿命从而提高加速器的无故障工作时间至关重要。

实用新型内容

为克服现有的离子源准直器受到阴极材料溅射造成离子源寿命减少的技术缺陷，本实用新型公开了一种离子源准直器及离子源。

本实用新型所述离子源准直器，离子源准直器，包括准直器基体，所述准直器基体中开设有准直孔，所述准直孔周围设置有环形溅射台，所述环形溅射台高度低于准直器基体上表面，所述环形溅射台周围还设置有高度高于准直器基体上表面的环形定位台阶，所述环形溅射台与准直孔轴线重合。

优选的，所述离子源准直器整体均为纯钽材料。

具体的，所述准直器基体、准直孔为圆形，准直孔轴线与准直器基体轴线距离为0至2毫米。

进一步的，所述准直孔的直径为3至4毫米。

具体的，所述环形定位台阶高度高于准直器基体上表面1至3毫米。

本实用新型还公开了一种离子源，包括圆柱形的阳极，位于阳极两端的如上所述的离子源准直器，所述离子源还包括阴极和对阴极，所述阴极和对阴极的端部电极形状与所述离子源准直器的环形定位台阶形状配合，且能覆盖离子源准直器的准直孔。

本实用新型所述离子源准直器及离子源，添加了用于沉积溅射物质的沟槽，使准直器的维护周期显著延长，从而使离子源的寿命得到延长；本实用新型结构简单，拆装方便；耐受离子溅射，增加了溅射沟槽，长时间的工作状态下能保持性能，维护周期长。

附图说明

图1为本实用新型所述离子源准直器的一种具体实施方式结构示意图；

图2示出本实用新型所述离子源的一种具体实施方式结构示意图；

图中附图标记名称为：1-准直器基体 2-准直孔  3-环形溅射台  4-环形定位台阶  5-准直器基体上表面 6-离子源准直器 7-阴极8-对阴极 9-阳极。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

本实用新型所述离子源准直器，包括准直器基体1，所述准直器基体中开设有准直孔2，所述准直孔周围设置有环形溅射台3，所述环形溅射台高度低于准直器基体上表面5，所述环形溅射台3周围还设置有高度高于准直器基体上表面的环形定位台阶4，所述环形溅射台与准直孔轴线重合。

如图1所示，准直孔2用于阳极发射筒和阴极杆进行轴线对准，即准直。

在电压激励产生离子的过程中，阴极杆材料例如钛、钨、钽、六硼化镧等在高温高电压工作过程中受热稳定性降低，在发射电子时出现蒸发与离子溅射，高温溅射物溅射到准直器外部，冷却后堆积在准直器外部附着，对准直器外壁造成破坏，准直器用于控制在离子溅射时内部等离子体的形状、位置和引出效果，对准直器自身的形状、外壁电场分布等要求严格，阴极溅射材料在准直器外壁的附着造成阴极与准直器之间的距离缩短，堵塞或部分堵塞准直孔，造成准直器性能下降。

本实用新型在准直孔周围设置高度低于准直器基体上表面的环形溅射台，环形溅射台高度低于准直器基体上表面，且环形溅射台周围还有高度高于准直器基体上表面的环形定位台阶，形成包围准直孔的沟槽，阴极溅射物被环形溅射台及环形定位台阶所阻挡收集，避免溅射到准直器外表面及外壁，保证准直器参数稳定，延长准直器使用寿命，环形定位台阶还用于将准直器在离子源中安装固定。