[发明专利]离子束修形离子源及其启动方法、真空腔室

权利要求书

1.一种离子束修形离子源，包括设于腔体两侧的阳极和磁场，以及设于腔体前端的栅网；其特征在于，还包括设于腔体后端的中空阴极，以及设置在中空阴极前的电子均匀板；其中，所述中空阴极从腔体后端套入腔体内；

所述中空阴极用于向腔体内注入电子束流；

所述电子均匀板将所述电子束流均匀分散进入到阳极区域内；

所述电子束流中的电子在阳极的电场和磁场的作用下电离，并在所述栅网的电场作用下引出离子束流。

2.根据权利要求1所述的离子束修形离子源，其特征在于，还包括：控制器，以及分别连接所述控制器的栅网供电模块、阳极供电模块、启动供电模块和维持供电模块；

所述栅网供电模块用于向栅网提供电源，所述阳极供电模块用于向阳极提供电压，所述启动供电模块用于在启动中空阴极过程中提供启动电源，所述维持供电模块用于向中空阴极提供维持工作状态的维持电源；

所述控制器用于分别对栅网供电模块、阳极供电模块、启动供电模块和维持供电模块进行控制和管理。

3.根据权利要求1所述的离子束修形离子源，其特征在于，还包括：设于栅网外侧的外置中和器，用于向所述离子束流提供中和电子。

4.根据权利要求1所述的离子束修形离子源，其特征在于，还包括金属外壳；其中，所述中空阴极内置在所述金属外壳内，所述中空阴极的供气管道通过气体绝缘件连接到金属外壳外部。

5.根据权利要求1所述的离子束修形离子源，其特征在于，还包括水冷外壳；其中，所述腔体内置在水冷外壳内，水冷外壳的水路用于对所述阳极进行冷却散热。

6.一种离子束修形离子源的启动方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的离子束修形离子源，该方法包括：

向中空阴极输入高纯惰性气体；

给中空阴极输入启动电压，使中空阴极引出电子束流；

向中空阴极输入维持电压以维持电子持续输出，关掉启动电压，中空阴极起辉引出电子束流，控制中空阴极进入正常工作状态；

中空阴极引出电子束流通过电子均匀板分散进入阳极内，电子束流在阳极电场和磁场的作用下电离产生离子；

离子在栅网电场的作用下引出离子束流。

7.根据权利要求6所述的离子束修形离子源的启动方法，其特征在于，还包括：开启外置中和器，向所述栅网引出的离子束流提供中和电子。

8.一种真空腔室，其特征在于，包括：权利要求1-5任一项所述的离子束修形离子源，以及真空室；其中，所述离子束修形离子源以活动形式设置在真空室内，在真空室内进行空间多维运动。

9.根据权利要求8所述的真空腔室，其特征在于，还包括设于所述真空室外壳上的多芯气电真空接头；

其中，所述离子束修形离子源通过不锈钢波纹管套住的高温供电线与所述多芯气电真空接头连接；所述不锈钢波纹管两端使用不锈钢葛兰头进行连接。

10.根据权利要求9所述的真空腔室，其特征在于，还包括设于所述真空室外壳上的密封的冷却水接头；其中，所述水冷外壳通过不锈钢波纹管套住的高温软性水管连接至所述冷却水接头；

所述中空阴极的供气管路通过不锈钢波纹管套住的高温软性气管连接至所述多芯气电真空接头。