[发明专利]一种用于ECR离子源的高压隔离波导

说明书

本发明涉及一种用于ECR离子源的高压隔离波导，其特征在于，包括高压绝缘块、地端波导、高压端波导和阻抗匹配塞块；所述高压绝缘块为环形管状结构，所述高压绝缘块内纵向插设有圆形绝缘薄片，所述圆形绝缘薄片的一侧通过第一圆形法兰连接所述地端波导的一侧，所述地端波导的另一侧用于连接微波系统；所述第一圆形法兰内还间隔开设有两个环形微波扼流槽；所述圆形绝缘薄片的另一侧通过第二圆形法兰3连接所述高压端波导的一侧，所述高压端波导的另一侧用于连接离子源源体，所述高压端波导内还设置有用于匹配所述高压绝缘块波导阻抗突变的所述阻抗匹配塞块，本发明可以广泛应用于隔离波导中。

技术领域

本发明涉及一种高压隔离波导，特别是关于一种用于ECR离子源的高压隔离波导。

背景技术

电子回旋共振(ECR)离子源具有高束流品质和长使用寿命的优点，是一种理想的用于加速器重离子治癌装置的离子源，用于提供经初级静电加速的重离子。该类型的离子源包括微波系统、离子源源体和引出系统等部分，其中，微波系统产生的微波通过波导馈入至离子源弧腔以产生等离子体，该类型的离子源工作时离子源源体处于几十千伏的高电位，而采用的微波系统处于低电位，因此需要在微波系统与离子源源体之间加入一段高压隔离波导，防止离子源由于高压短路而无法正常工作。

常见的隔离波导采用在地端波导与高压端波导之间加入绝缘薄片的方式，但是，由于高压绝缘的要求，绝缘薄片厚度一般为几毫米，因此在绝缘薄片位置会造成微波泄露，对人身安全造成危害。同时，在绝缘薄片位置处波导阻抗突变，使得微波传输效率降低，不利于离子源正常工作。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种微波传输效率高且能够减小微波泄露对人身安全损害的用于ECR离子源的高压隔离波导。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于ECR离子源的高压隔离波导，包括高压绝缘块、地端波导、高压端波导和阻抗匹配塞块；所述高压绝缘块为环形管状结构，所述高压绝缘块内纵向插设有圆形绝缘薄片，所述圆形绝缘薄片的一侧通过第一圆形法兰连接所述地端波导的一侧，所述地端波导的另一侧用于连接离子源微波系统；所述第一圆形法兰内还间隔开设有两个环形微波扼流槽；所述圆形绝缘薄片的另一侧通过第二圆形法兰连接所述高压端波导的一侧，所述高压端波导的另一侧用于连接离子源源体，所述高压端波导内还设置有用于匹配所述高压绝缘块波导阻抗突变的所述阻抗匹配塞块。

进一步地，所述第一圆形法兰的厚度大于预设的微波波长，所述环形微波扼流槽的深度为该预设的微波波长。

进一步地，所述预设的微波波长为1/4离子源微波系统发出的微波波长。

进一步地，所述阻抗匹配塞块的厚度为1/4微波波长。

进一步地，所述高压绝缘块的外侧间隔开设有两个厚度为厘米级的U型环状凹槽。

进一步地，所述第一圆形法兰与所述第二圆形法兰的尺寸相同。

进一步地，所述圆形绝缘薄片的厚度为毫米级。

进一步地，两所述环形微波扼流槽的宽度均为毫米级。

进一步地，所述阻抗匹配塞块的横截面尺寸与所述高压端波导的内部截面尺寸相同。

进一步地，所述阻抗匹配塞块的材料与所述高压绝缘块的材料相同。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明连接地端波导的第一圆形法兰内由于设置有两个环形微波扼流槽，采用双扼流槽的结构，使得高压隔离波导可以有效地抑制微波泄露，减小微波辐射对人体的伤害。

2、本发明的高压隔离块外侧由于设置有两个U型环状凹槽，形成波浪形结构，可以有效增加爬电距离，提高高压隔离波导的工作电压。