CN104797071B - 一种磁约束天线内置式射频离子源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁约束天线内置式射频离子源，主体是由真空腔体、大于等于两匝金属管绕成的天线线圈、磁体和绝缘保持架组成，所述的金属管绕成的天线线圈通过所述的绝缘保持架分隔布置在真空腔体内，在金属管绕成的天线线圈外侧布置所述的磁体，并使磁体磁极方向对着金属管绕成的天线线圈且金属管绕成的天线线圈的金属管内通冷却介质。本发明提高了射频电源效率，减少能量损耗，同时利用磁场建立对等离子体的磁约束结构，避免了等离子体直接轰击器壁，另一方面磁力线捕获损失等离子体到有冷却的天线线圈，把热量带走。布置合理，设计巧妙的兼顾到多方因素。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频离子源，尤其是能用在中性束注入器的射频等离子体发生装置。
背景技术
目前，公知的射频离子源构造是由筒型陶瓷或石英玻璃做真空腔体，在真空腔体外缠绕线圈做为射频电源天线向真空腔体内等离子体输送能量，同时为了防止真空腔体内壁被等离子体轰击和污染，在真空腔体内侧安装一金属圆筒叫法拉第筒。这种结构的缺点是，法拉第筒是金属材料的，因此在射频信号作用下会在金属内部形成涡流，使射频电源通过天线向等离子体输送的能量被拦截损失。法拉第筒直接接触等离子体，导致等离子体约束情况不好，等离子体温度不易升高，同时筒体热量不易排出。
发明内容
为了克服现有的射频离子源，射频电源馈能效率低，等离子体约束差的缺点，本发明提供一种磁约束天线内置式射频离子源，使有冷却的天线线圈直接对等离子体馈能，提高射频电源效率，减少能量损耗，同时合理布置磁体，利用磁场一方面建立对等离子体的磁约束结构，避免了等离子体直接轰击污染器壁。同时利用磁力线捕获损失等离子体到有冷却的天线线圈，把热量带走。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种磁约束天线内置式射频离子源，主体是由真空腔体、大于等于两匝金属管绕成的天线线圈、磁体和绝缘保持架组成，金属管绕成的天线线圈通过绝缘保持架分隔布置在真空腔体内，在金属管绕成的天线线圈外侧布置磁体，并使磁体磁极方向对着金属管绕成的天线线圈且金属管绕成的天线线圈的金属管内通冷却介质。
这样，天线线圈可以直接对等离子体馈能，提高了射频电源的效率，减少能量损耗。利用布置磁体的磁力线建立了对等离子体的磁约束，避免了等离子体直接轰击器壁。同时利用磁力线捕获损失等离子体到天线线圈，天线线圈由中空金属作成，中间通冷却介质，可以把热量带走。
本发明的优点是：本发明提高射频电源效率，减少能量损耗，同时利用磁场一方面建立对等离子体的磁约束结构，避免了等离子体直接轰击器壁。另一方面利用磁力线捕获损失等离子体到有冷却的天线线圈，把热量带走，布置合理，设计巧妙的兼顾到多方因素。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例的纵剖面构造图。
图2是本发明的实施例的横剖面构造图。
图中1.陶瓷筒形真空腔体 ，2. 中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈，3.磁体 ，4.陶瓷保持架，5.磁力线。
具体实施方式
在图1，图2中，一种磁约束天线内置式射频离子源，主体由陶瓷筒形真空腔体1、5匝中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2、200块磁体3、陶瓷保持架4组成，5匝中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2同轴通过陶瓷保持架4绝缘分隔,固定，且中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2主体呈平行状态排列布置在陶瓷筒形真空腔体1内。这样，中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2可以直接对等离子体馈能，提高了射频电源的效率，减少能量损耗。在中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2外侧密集布置磁体3，并使磁体3磁极方向对着中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2,每层布置40块磁体3,且每层的磁体3磁极方向布置方式相同, 例如，第一层40块磁体3磁极N方向都对着中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2,并且相临中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2外侧的磁体3磁极方向相反,例如，相比第一层，第二层40块磁体3磁极都是S方向对着中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2。这样多层分布的磁体3的磁力线5形成会切磁场，会切磁场可有效约束等离子体，避免了等离子体直接轰击，污染陶瓷保持架4和陶瓷筒形真空腔体1减少等离子体能量损失，提高等离子体温度。同时磁力线5捕获损失等离子体到中空带水冷的主体呈环形的无氧铜天线线圈2，把热量带走。布置合理，设计巧妙的兼顾到多方因素。
Claims (1)
1.一种磁约束天线内置式射频离子源，主体是由真空腔体、大于等于两匝金属管绕成的天线线圈、磁体和绝缘保持架组成，其特征是：所述的金属管绕成的天线线圈呈平行状态排列布置在真空腔体内，并通过绝缘保持架分隔并固定；在金属管绕成的天线线圈外侧布置密集的磁体，并使磁体磁极方向对着金属管绕成的天线线圈，同一层的磁体磁极方向布置方式相同，相邻层的磁体磁极方向相反,金属管绕成的天线线圈的金属管内通冷却介质。
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