[发明专利]一种氩离子枪

权利要求书

1.一种氩离子枪，其特征在于：包括电子发射机构（4）、氩气进入机构（6）、离子引导机构（2）、离子聚焦机构（1）、角度可调机构（5）和外筒（3）；所述电子发射机构（4）位于外筒（3）中，电子发射机构（4）上端依次连接离子引导机构（2）、离子聚焦机构（1），电子发射机构（4）下端连接氩气进入机构（6）、角度可调机构（5）；

所述电子发射机构（4）包括长灯丝杆（26）、灯丝（27）、离子发生网（28）、短灯丝杆（29）支撑杆B（30）和电极（23）；所述灯丝（27）处于负高压，一端与短灯丝杆（29）相连，另一端与长灯丝杆（26）相连，灯丝杆通过电极（23）通电释放出热电子；所述离子发生网（28）通过内部的4个支撑杆围成一个圆柱形状，前端与前端盖（25）固定，后端固定在支撑杆B（30）上，支撑杆B（30）固定于后端盖（31）上；离子发生网（28）处于零电位，灯丝（27）与离子发生网（28）之间存在很大电位差，使大量电子束缚在离子发生网（28）内部；

所述氩气进入机构（6）包括CF16法兰（18）和连接管（19）；所述CF16法兰（18）通过气体流量微调阀和氩气源相连，实现向离子枪内精确导入氩气；所述连接管（19）焊接在CF16法兰（18）上，氩气通过连接管（19）进入前端电子发射机构（4）的离子发生网（28）内部，被加速的电子引起中性氩原子周围电场剧烈变化，失去一个电子而被离子化；所述连接管（19）另一端通过焊接与CF35法兰（16）相连，同时电极（23）也焊接在CF35法兰（16）上；

所述离子引导机构（2）包括前端盖（25）和栅网；所述前端盖（25）的离子引导孔上覆盖栅网，该引导孔相对于氩离子处于负电压，氩离子被加速后飞向离子引导孔，部分被引导孔的栅网捕捉，大部分穿过引导孔喷射出去，离子引导孔不仅可以加速氩离子，也可以约束离子束流的指向；

所述离子聚焦机构（1）包括三个聚焦透镜和两个陶瓷片；每两个聚焦透镜之间都通过陶瓷片隔离；所述中间聚焦透镜处于正电压，两侧的聚焦透镜接地处于零电位，中间聚焦透镜可通过电压改变电阻进行调节离子束，进行进一步的约束；

所述角度可调机构（5）包括波纹管（15）；所述波纹管（15）连接4个角度旋钮，从而通过调节4个角度旋钮完成离子枪的指向，即束流方向调节。

2.根据权利要求1所述的一种氩离子枪，其特征在于：所述灯丝（27）选用直径为0.1mm的钨丝，灯丝（27）设计为两根，共同使用一个公用电极，以便于在发生一根灯丝短线的情况下不用破坏真空环境使用另一根备用灯丝。

3.根据权利要求1所述的一种氩离子枪，其特征在于：所述离子发生网（28）选用不锈钢栅网，与灯丝（27）之间存在180V的电位差。

4.根据权利要求1所述的一种氩离子枪，其特征在于：所述引导孔相对于氩离子处于负电压，电压值在数百至数千伏特之间可调。

5.根据权利要求1所述的一种氩离子枪，其特征在于：所述各聚焦透镜为相互绝缘的圆筒电极。

6.根据权利要求1所述的一种氩离子枪，其特征在于：所述电子发射机构（4）、氩气进入机构（6）、离子引导机构（2）、离子聚焦机构（1）、角度可调机构（5）和外筒（3）的非绝缘部分的材料均为SUS304不锈钢，绝缘部分材料为Al₂O₃。