[发明专利]用于在等离子体离子源腔室中产生等离子体离子源的装置和方法

权利要求书

1.一种用于生成等离子体离子源的设备，该设备包括：

等离子体离子源电介质，其具有限定等离子体离子源腔室的内表面；

次级天线，其位于所述等离子体离子源电介质的外表面之外，并被构造为将电磁(EM)辐射耦合到所述等离子体离子源腔室中的等离子体离子源中；和

初级天线，其与所述次级天线电隔离，并被构造为将电磁(EM)辐射传送到所述次级天线；

其中，所述等离子体离子源腔室、所述等离子体离子源电介质、所述次级天线相对于所述初级天线以正电势偏置。

2.如权利要求1所述的设备，进一步包括：

磁体组件，其位于所述等离子体离子源电介质的外表面之外；

其中，所述次级天线的一部分位于所述等离子体离子源电介质的所述外表面与所述磁体组件之间。

3.如权利要求1所述的设备，进一步包括：

导电外包壳，其封装所述等离子体离子源电介质和所述次级天线。

4.如权利要求3所述的设备，其中，

所述导电外包壳用作所述设备的电势接地部。

5.如权利要求3所述的设备，其中，

所述初级天线电连接到所述导电外包壳。

6.如权利要求2所述的设备，进一步包括：

阳极电极，其电连接到所述等离子体离子源电介质；和

束流电极(beam stop electrode)，其电连接到所述等离子体离子源电介质。

7.如权利要求6所述的设备，其中，

所述束流电极被构造以提升所述等离子体离子源电介质的电势和所述等离子体离子源腔室的电势。

8.如权利要求7所述的设备，进一步包括：

连接体，其电连接到所述束流电极，被构造以提升所述束流电极的电势。

9.如权利要求6所述的设备，其中，

所述磁体组件沿所述设备的纵向轴线位于所述阳极电极的邻近处；

其中，所述纵向轴线延伸穿过所述阳极电极和所述束流电极。

10.如权利要求9所述的设备，其中，

所述次级天线的所述一部分位于所述等离子体离子源电介质的所述外表面，所述磁体组件沿所述纵向轴线位于所述阳极电极的邻近处。

11.如权利要求9所述的设备，其中，

所述次级天线的第二部分沿所述纵向轴线延伸而超过所述磁体组件沿所述纵向轴线的延伸程度。

12.如权利要求3所述的设备，其中，

由所述导电外包壳的内表面界定的腔以电介质填充。

13.如权利要求1所述的设备，其中，

所述次级天线通过由电容耦合、电感耦合、共振耦合构成的组中的一种而被耦合到所述初级天线。

14.如权利要求13所述的设备，其中，

所述次级天线通过共振耦合而耦合到所述初级天线；

其中，所述初级天线和所述次级天线被构造以呈现固有共振频率，所述固有共振频率匹配于由外部电磁源产生的电磁辐射的频率。

15.如权利要求1所述的设备，其中，

所述次级天线被构造以通过由电容耦合、电感耦合、共振耦合构成的组中的一种而将电磁能量耦合到所述等离子体离子源腔室中。

16.如权利要求15所述的设备，其中，

所述共振耦合包括由电子回旋加速器共振(ECR)、离子回旋加速器共振(ICR)、螺旋波、高混杂构成的组中的一种。

17.如权利要求1所述的设备，其中，

所述等离子体离子源腔室、所述等离子体离子源电介质、所述次级天线相对于接地处被提升到+20kV至+1MV的电势。