[发明专利]一种离子装载系统及方法

权利要求书

1.一种离子装载系统，其特征在于，包括：

原子源，用于产生待电离的原子束，所述原子源包括多个原子管道，所述多个原子管道之间具有预设夹角，其中，多个所述原子管道分别连接至加热电源，形成多个独立的加热回路；其中，多个所述原子管道中不同的原子管道分别填装不同的靶材；

离子阱装置，设置在所述原子束的出射方向上，多个所述原子束在所述离子阱装置的势场中心处部分重叠；

偏转镜，设置在所述多个原子管道中心线的交点处；

烧蚀激光源，所述烧蚀激光源发出的烧蚀激光经过所述偏转镜射入所述原子源。

2.根据权利要求1所述的离子装载系统，其特征在于，所述多个原子管道的第一端相互独立，用于盛装原子靶材，所述多个原子管道的第二端合并为一个出口，所述原子靶材射出的原子束从所述出口射向所述离子阱装置。

3.根据权利要求1所述的离子装载系统，其特征在于，所述离子阱装置包括多个电极，相邻两个所述电极之间设置有绝缘间隔。

4.根据权利要求1所述的离子装载系统，其特征在于，所述离子阱装置包括：基材，以及设置在所述基材上的抛物面金属电极，所述抛物面金属电极包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极和第五电极，所述第一电极和所述第五电极上加载直流电压，所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极上加载射频交流电压。

5.根据权利要求4所述的离子装载系统，其特征在于，所述第三电极和所述第四电极之间的绝缘间隔大于所述原子束在所述抛物面金属电极出射处的截面直径。

6.根据权利要求4所述的离子装载系统，其特征在于，还包括：

电离激光源，用于发射电离激光，所述电离激光沿垂直所述原子束方向，从所述第三电极和所述第四电极之间的绝缘间隔入射；

回泵激光源，用于发射回泵激光，所述回泵激光沿所述电离激光入射方向的反方向，从所述第三电极和所述第四电极之间的绝缘间隔入射；

冷却激光源，用于发射冷却激光，所述冷却激光从所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘间隔入射。

7.根据权利要求6所述的离子装载系统，其特征在于，所述基材上开设有多个通孔，用于入射所述原子束、所述电离激光、所述冷却激光和所述回泵激光，所述通孔指向所述抛物面金属电极的焦点。

8.根据权利要求1所述的离子装载系统，其特征在于，所述离子阱装置为针状离子阱、四级杆离子阱、刀片离子阱中的一种。

9.一种离子装载方法，其特征在于，包括：

通过准直的热蒸发和/或激光烧蚀剥离产生待电离的原子束射向离子阱；

利用电离激光对所述离子阱中的原子进行电离，得到目标离子；

对所述目标离子进行冷却；

在所述通过准直的热蒸发和/或激光烧蚀剥离产生待电离的原子束射向离子阱之前，还包括：

根据原子源热蒸发产生的原子束的传播路径，调整离子阱装置的位置，以使多个所述原子束在所述离子阱装置的势场中心处部分重叠；

根据所述原子源和所述离子阱装置，确定偏转镜和激光源的位置，以使所述激光源发出的激光经过所述偏转镜反射向所述原子源；

其中，所述待电离的原子束由多个原子管道射向所述离子阱，多个所述原子管道中不同的原子管道分别填装不同的靶材。

10.根据权利要求9所述的离子装载方法，其特征在于，还包括：

利用原子共振荧光对所述原子束的传播路径进行测量与对准。