CN116095934B - 分配机构和离子源 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种分配机构，用于将离子源的气化机构形成的饱和蒸汽分配至多个等离子体生成机构，分配机构包括：入口管，入口管上设置有气体入口，气体入口用于与气化机构连接以接收来自气化机构的饱和蒸汽；多个出口管，每个出口管上分别设置有一个气体出口，每个气体出口用于与一个等离子体生成机构连接以将饱和气体分配至等离子体生成机构，其中，多个出口管与入口管滑动连接，使多个出口管彼此之间的相对位置可调节。本申请的实施例还提供一种离子源。

Description

分配机构和离子源

技术领域

本申请涉及电磁装置技术领域，具体涉及一种分配机构和离子源。

背景技术

离子源是一种常用的提供离子束流的装置，其通常包括气化机构和等离子体生成机构，气化机构和等离子体生成机构需要通过管路连接，以使得气化机构中的饱和蒸汽能够进入等离子体生成机构中发生电离而形成等离子体。然而，现有的连接管路难以满足一些新型的离子源的功能需求。

发明内容

为解决现有技术中的所述以及其他方面的至少一种技术问题，本申请提供一种分配机构和离子源。

根据本申请实施例的第一个方面，提供一种分配机构，用于将离子源的气化机构形成的饱和蒸汽分配至多个等离子体生成机构，分配机构包括：入口管，入口管上设置有气体入口，气体入口用于与气化机构连接以接收来自气化机构的饱和蒸汽；多个出口管，每个出口管上分别设置有一个气体出口，每个气体出口用于与一个等离子体生成机构连接以将饱和气体分配至等离子体生成机构，其中，多个出口管与入口管滑动连接，使多个出口管彼此之间的相对位置可调节。

根据本申请实施例的第二个方面，提供一种离子源，用于提供离子束流，包括：气化机构，用于将固态原料气化形成饱和蒸汽；如本申请实施例的第一个方面所描述的分配机构，分配机构的气体入口与气化机构连接；多个等离子体生成机构，分别与分配机构的气体出口连接，以接收来自气化机构的饱和蒸汽，等离子体生成机构形成有放电腔，饱和蒸汽能够在放电腔中电离形成等离子体；电子发射机构，电子发射机构能够向放电腔中发射电子，以使放电腔中的饱和蒸汽发生电离；以及引出机构，引出机构能够对放电腔中形成的等离子体施加电场，以将等离子体引出放电腔并形成离子束流。

本申请实施例提供的分配机构和离子源能够将气化机构产生的饱和蒸汽分配到多个等离子体生成机构中，并且能够在等离子体生成机构的规格和/或位置关系发生变化时仍然能够进行连接和分配。

附图说明

图1为根据本申请一个实施例的离子源的轴侧示意图；

图2为根据本申请一个实施例的离子源的俯视图；

图3为根据本申请一个实施例的离子源的剖视图；

图4为根据本申请另一个实施例的离子源的轴侧示意图；

图5为根据本申请一个实施例的分配机构的示意图；

图6为根据本申请一个实施例的分配机构的拆解示意图；

图7为根据本申请另一个实施例的分配机构示意图；

图8为根据本申请一个实施例的支撑机构的示意图；

图9为根据本申请另一个实施例的离子源的局部剖视图；

图10为根据本申请一个实施例的气化机构的结构示意图；

图11为根据本申请一个实施例的灯丝支撑结构的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请作进一步的详细说明。

本申请的实施例首先提供一种离子源，本申请所提供的离子源主要应用于为电磁分离器提供离子束流，当然，其也可以被应用于其他需要提供离子束流的应用场景中，例如被应用在离子加速器、质谱仪、电磁同位素分离器、离子注入机、离子束刻蚀装置、离子推进器以及受控聚变装置中的中性束注入器等设备中，对此不作限制。

离子源产生离子束流的基本原理是使固体原料加热形成饱和蒸汽，饱和蒸汽在电子的作用下发生电离形成等离子体，等离子体被引出后形成离子束流。相关技术中的离子源所提供的离子束流通常强度较低，影响其所在设备的工作效率。

为此，本申请的实施例提供了一种离子源，参照图1-图3，本申请实施例体提供的离子源包括气化机构10、分配机构20、多个等离子体生成机构30、电子发射机构40以及引出机构50。

气化机构10用于使固态原料气化形成饱和蒸汽，此处的固态原料可以包括但不限于氯化铷(RbCl)等化合物，本领域技术人员可以采用本领域中熟知的任何合适的化合物来作为此处的固态原料，对此不作限制。气化机构10可以配置有合适的容器和加热设备，在实际使用过程中，可以将固态原料放置在容器中，并使用加热设备进行加热来使其气化形成饱和蒸汽。

分配机构20上设置有至少一个气体入口201和多个气体出口202，其中，气体入口201与气化机构10连接，而多个气体出口202分别与多个等离子体生成机构30连接，从而，气化机构10中的固态原料气化所形成的饱和蒸汽能够被分配机构20分配到多个等离子体生成机构30中。

每个等离子体生成机构30均形成有放电腔301，饱和蒸汽能够在该放电腔301中电离形成等离子体。电子发射机构40能够向放电腔301中发射电子，进入到放电腔301中的电子将会与饱和蒸汽发生碰撞，从而引发放电腔301中的饱和蒸汽发生电离而形成等离子体，放电腔301中所形成的等离子体能够在引出机构30施加的电场的作用下被引出放电腔301并形成离子束流。

尽管图1-图3示出的实施例中均设置了两个等离子体生成机构30，然而本领域技术人员可以理解的是，可以根据实际情况来设置更多数量的等离子体生成机构30。每个等离子体生成机构30的具体结构可以参照本领域的相关技术，下文中的相关部分中也将会具体描述几种等离子体生成机构30的具体结构，在此不再赘述。

为了使得电子发射机构40能够向放电腔301中发射电子，等离子体生成机构30上可以设置有允许电子通过的结构，其可以与电子发射机构40的位置相对应，例如，图3中示出的实施例中，电子发射机构40设置在等离子体生成机构30的上方，与之对应的放电腔301的顶部设置有电子窗302，以使的电子发射机构40所发射的电子能够经由该电子窗302进入到放电腔301中。

电子发射机构40可以是相关技术中所提供的任何合适的能够发射电子的设备，例如，电子发射机构40可以是热阴极放电装置，其可以通过灯丝来对阴极进行加热来发射电子。下文中的相关部分也将会具体描述几种电子发射机构40的具体结构，在此不再赘述。

引出机构50可以向放电腔301中施加电场，来将放电腔301中的等离子体引出，在一些实施例中，引出机构50可以包括设置在等离子体生成机构30内部或者一侧的一个或多个引出电极，例如引出机构50可以包括设置在等离子体生成机构30的一个壁上的第一电极，设置在等离子体生成结构30一侧的第二电极和第三电极，第一电极可以具体设置在放电腔301形成有出口(引出缝)的一侧的壁内，第二电极和第三电极可以是电极板。

在一些实施例中，第二电极可以采用负电位，第三电极可以采用零电位，这样的设置方式一方面可阻止引出的离子束流的离子体中的电子被正电位吸引达到第二电极，以防止放电腔301过热损坏。另一方面是阻止引出的离子束流的等离子体中电子损失，有利于空间电荷补偿和离子束流的聚焦。这样有利于提高引出的离子束流的流强。

可以理解地，单个等离子体生成机构30所形成的放电腔301的大小是受到严格限制的，不合适的尺寸将会使得饱和蒸汽难以完成有效的电离而形成等离子体，这也是制约离子源形成的离子束流强度的主要因素之一。而本申请中在一个离子源中同时设置了多个等离子体生成机构30，并使用分配机构20将气化机构10中形成的饱和蒸汽分配到每个等离子体生成机构30中，从而，多个等离子体生成机构30能够同时工作并产生离子束流，从而有效提高了离子源能够产生的离子束流的强度。

可以理解地，在实际使用过程中，需要确保等离子体生成机构30的开口(引出缝)和引出机构50的开口(引出缝)之间能够准确地对齐，才能够保证等离子体被成功的引出而形成离子束流，而相较于只具备一个等离子体生成机构30的离子源而言，本实施例中的离子源设置了多个等离子体生成机构30，多个等离子体生成机构30需要同时与引出机构50进行对齐，实现难度更高。

为此，本实施例中进一步地将多个等离子体生成机构30设置成彼此之间的相对位置可调节，从而，能够通过调节等离子体生成机构30之间的相对位置来使得多个等离子体生成机构30同时与引出机构50进行对齐，从一定程度上降低了制作时的准确度的要求，节省了制造成本。

本实施例中所提及到的相对位置可调节是指每个等离子体生成机构30能够在至少一个自由度上相对于其他的等离子体生成机构30进行移动，例如，参照图1和图4，在两个等离子体生成机构30并排设置的实施例中，通常需要调节的是两个等离子体生成机构30之间的间距，图4示出的实施例中两个等离子体生成机构30之间的间距相较于图1发生了扩大。在一些其他的实施例中，也可能存在从其他自由度上对等离子体生成机构30之间的相对位置进行调节的需求，本领域技术人员可以根据实际需求来进行设置。

在实际使用过程中，等离子体生成机构30通常会被固定在某一部件或者外部装置上，可以通过将等离子体生成机构30与这些部件之间进行滑动连接来使得等离子体生成机构30彼此之间的相对位置可调节。

在一些实施例中，每个等离子体生成机构30可以具体包括条形件31和引出板32。条形件31与气体输出口202连通，其与气体输出口202相背的壁面形成一通槽，而引出板32安装在该通槽的两个槽壁之间的槽口位置，从而将该通槽的槽口覆盖以形成放电腔301，引出板32上设置有用于将等离子体引出放电腔301的引出缝303。

在一些实施例中，多个等离子体生成机构30的条形件31可以彼此平行设置，从而，更加方便地对多个等离子体生成机构30的位置关系进行调节，并且，更容易使得多个等离子体生成机构30的引出缝303同时对准引出机构50。

在一些实施例中，等离子体生成机构30还包括反射壳33以及加热丝34。反射壳33设置在条形件31的外侧，而加热丝34与反射壳33固定连接。

反射壳33用于反射等离子体生成机构30所溢出的离子和热量，避免离子和热量的流失，作为示例地，反射壳33上可以设置有保温层，并且形成有电场，以实现离子和热量的反射功能。

加热丝34用于对放电腔301进行加热，以使其能够工作在合适的温度上。加热丝34可以是本领域中常用的加热丝中的一种，其可以与反射壳33以绝缘的方式固定连接，以避免二者之间发生短路。本领域技术人员可以根据具体的加热需求来确定加热丝34的数量、位置等，对此不作限制。

在一些实施例中，当等离子体生成机构30的间距较近时，多个等离子体生成机构30可以共用一个反射壳33，例如图1中示出的实施例中，两个等离子体生成机构30共用一个反射壳33。而在一些实施例中，如果多个等离子体生成机构30的间距较远，每个等离子体生成机构30可以分别设置一个反射壳33，例如图4示出的实施例中，两个等离子体生成机构30各自配置了一个反射壳33。

反射壳33可以与条形件31的外形相适应，以使其能够更好地提供反射功能，本领域技术人员可以根据具体所使用的条形件的规格来确定反射壳33的规格，对此不作限制。

在一些实施例中，无论多个等离子体生成机构30共用反射壳33，还是分别设置反射壳33，都需要保证所有等离子体生成机构30所配置的加热丝34具有完全相同的布局和数量。以保证各个等离子体生成机构30的放电腔301中具有相同的温度，进而保证分配机构20中的饱和蒸汽能够较为均匀地进入到每个放电腔301中，而不会由于温度的差异而导致气体分配不均匀。

在一些实施例中，引出机构50可以与引出板32相对设置，并进一步地被配置成与引出板32之间的距离可调节，以确保引出机构50上的引出缝能够与引出板32上的引出缝303对准，并且具有合适的距离，以使其能够更加高效地将等离子体引出形成离子束流。

进一步地，在上文中所描述的一些实施例中，多个等离子体生成机构30被设置成彼此之间的相对位置可调节，而多个等离子体生成机构30均与分配机构20相连接，因此，当多个等离子体生成机构30彼此之间的相对位置发生改变时，势必需要随之对分配机构20进行调整。同时，在一些其他的实施例中，即使多个等离子体生成机构30彼此之间的相对位置不可调节，但是当多个等离子体生成机构30的规格发生改变时，也同样需要对分配机构20进行调整。

为此，在一些实施例中，参照图5，分配机构20可以包括入口管21和多个出口管22，每个入口管21上设置有一个气体入口201，每个出口管22上分别设置有一个气体出口202，其中，多个出口管22与入口管21滑动连接，使多个出口管22彼此之间的相对位置可调节。本实施例中分配机构20的多个出口管22彼此之间的相对位置可调节，从而，当等离子体分配机构30彼此之间的相对位置发生改变，或者等离子体分配机构30的规格发生改变时，可以直接调整多个出口管22彼此之间的相对位置来实现其与等离子体分配机构30的连接，而无需更换新的分配机构20。

出口管22与入口管21之间的滑动连接方式可以根据等离子体生成机构30的相对位置调整需求来进行设置，例如，当等离子体生成机构30被设置成间距可调节时，出口管22也被设置成间距可调节。

图6示出了一些实施例中的分配机构20在拆解状态下的示意图，参照图5和图6，在这些实施例中，出口管22可以包括连接部221和延伸部222，在使用过程中，连接部221可以至少部分地插入到入口管21中并能够在入口管21中滑动，以实现出口管22彼此之间的相对位置的调节，而延伸部222在安装后可以向着与入口管21的延伸方向大致垂直的方向延伸，气体出口202可以设置在延伸部222远离入口管21的一端。入口管21和出口管22之间可以采用合适的方式来在滑动连接的同时进行密封，例如，二者之间的连接处可以设置有密封垫片，或者，二者之间可以相对紧密的配合以保证气密性。

本实施例中，通过连接部221与入口管21之间的滑动连接来实现出口管22彼此之间的相对位置的调节，结构较为简单。另一方面，由于气体出口202设置在延伸部222的远端，而延伸部222又朝向与入口管21延伸方向垂直的方向延伸，由此，与气体出口202连接的等离子体生成机构30是相对远离入口管21与出口管22的滑动连接处的，在实际使用过程中，即使是在等离子体生成机构30与分配机构20保持连接的状态下，操作人员仍然能够较为方便地完成多个出口管22的位置调整，而无需将等离子体生成机构30拆卸，使用较为方便。

进一步地，在图1-图4中示出的具有两个等离子体生成机构30的实施例中，气体入口201可以被具体设置在入口管21的壁上，分配机构20可以包括两个出口管22，两个出口管22分别滑动连接至入口管21延伸方向上的两端。本实施例中，入口管21实际上形成了一个三通结构，而出口管22连接至入口管21的其中两个开口上，从而进一步的优化了分配机构20的结构。

在一些实施例中，多个出口管22可以气体入口201为中心对称分布。可以理解地，中心对称分布的设置方式有助于进入到分配机构20中的饱和蒸汽被较为均匀地分配到每个等离子体生成机构30中，从而确保每个等离子体生成机构30都能够以较高的效率生成等离子体，最大化的提升离子束流的强度。

如上文中所描述地，一些实施例中多个出口管22彼此之间的相对位置被设置成可调节，而在实际使用过程中，本领域技术人员可以通过合理地选择调节的方式来使得多个出口管22在相对位置发生改变后仍然以气体入口201为中心对称分布，以保证饱和蒸汽分配的均匀性。

在一些实施例中，参照图7。入口管21上可以设置有多个气体入口201。可以理解地，本申请实施例提供的离子源中设置了多个等离子体生成机构30，因此对于饱和蒸汽的量的需求也相应提升，如果无法提供足量的饱和蒸汽，将会无法最大化的利用等离子体生成机构30的性能，为此，可以通过设置多个气化机构10，或者，在一个气化机构10中设置多个容器来同时生成饱和蒸汽，以增加饱和蒸汽的来源，从而确保饱和蒸汽的足量供应，一些具体的设置方式将会在下文中的相关部分进行描述。与之相对应的，需要在入口管21上设置多个气体入口201，以将多种来源的饱和蒸汽分配到多个等离子体生成机构30中。

在一些实施例中，多个气体入口201可以并排地设置在入口管21的壁上，在一些其他的实施例中，多个气体入口201也可以以其他合适的方式设置在入口管21上，其设置方式可以具体取决于气化机构10的设置方式。

进一步地，在上述具有多个气体入口201的实施例中，多个气体入口201可以呈中心对称分布，多个气体出口202也呈中心对称分布，并且，多个气体入口201和多个气体出口202的对称中心重合，从而保证气体分配的均匀性。

在一些实施例中，仍可参照图1-图4，离子源还可以包括支撑机构60，支撑机构60用于对等离子体生成结构30进行支撑，从而保持气化机构10、分配机构20和等离子体生成机构30之间的相对位置。支撑机构60可以是法兰、支架等合适的支撑结构，本领域技术人员可以根据具体的气化机构10、分配机构20和等离子体生成机构30之间的位置关系来选择合适的支撑机构60。

在一些实施例中，参照图1、图4和图8，支撑机构60可以具体包括板体61和通孔62。板体61用于与等离子体生成机构30连接以支撑等离子体生成机构30，在具体使用过程中，等离子体生成机构30和分配机构20可以设置在板体61一侧，而气化机构10设置在板体61的另一侧。通孔62设置在板体61上，通孔62允许气化机构10至少部分地穿过板体61以与设置在板体61另一侧的分配机构20连接。

本实施例中，支撑机构60实际上是一个法兰结构，其在对等离子体生成机构30进行支撑的同时，也能够对气化机构10提供一定的支撑作用，从而保证了整个离子源的稳定性，并减少了分配机构20受到外部作用力而发生断裂或者偏移的可能性。

在一些实施例中，如上文中所描述地，可能需要多个等离子体生成机构30彼此之间的相对位置可调节，在这样的实施例中，支撑机构60可以进一步地包括导向槽63和连接件64。导向槽63可以设置在板体61朝向等离子体生成机构30的一侧，连接件64的一端可滑动地设置在导向槽63中，另一端与等离子体生成机构30连接。

本实施例中，在板体61上设置了导向槽63以及可以在导向槽63中滑动的连接件64来实现等离子体生成机构30的连接，从而，能够通过连接件64的滑动来方便快捷的调整等离子体生成机构30的位置。导向槽63的具体设置方式可以根据等离子体生成机构30的位置调节需求来确定，例如，在图1-图4示出的实施例中，需要调节两个等离子体生成机构30的间距，此时，导向槽63可以设置成图8中示出的长椭圆形。

可以理解地，每个等离子体生成机构30需要至少一个连接件64来进行连接，而这些连接件64可以共用一个导向槽63，也可以分别设置在不同的导向槽63中，对此不作限制。

连接件64可以是任何合适的连接结构，导向槽63可以与连接件64进行适配。作为一个示例，连接件64可以包括螺栓，此时，导向槽63可以是贯穿板体61的通孔，螺栓可以从导向槽63中并在导向槽63中自由滑动。作为另一个示例，连接件64可以包括一个滑块，而导向槽63可以是一个滑槽。

本实施例中，通过设置导向槽63和连接件64来使得支撑机构60能够更好地适应等离子体生成机构30的位置调整需求，同时，也能够很好的适应不同规格的等离子体生成机构30，避免了实际使用过程中频繁的对支撑机构60进行更换。

在一些实施例中，连接件64可以向着背离板体61的方向延伸，使等离子体生成机构30和板体61之间形成间隙，而分配机构20可以设置在该间隙中。如图1和图4示出的，本实施例中通过连接件64来使得板体61和等离子体生成机构30之间形成一个能够设置分配机构20的间隙，从而，当操作人员调节等离子体生成机构30的位置时，可以经由该间隙来同时调整分配机构20中出口管22的位置，操作更加简便。

在一些实施例中，连接件64与等离子体生成机构30可以是滑动连接的，从而使等离子体生成机构20能够朝向或背离板体61运动。本实施例中进一步的使得等离子体生成机构20在更多的自由度上具备了位置调节的能力。

在一些实施例中，支撑机构60可以进一步的包括一个固定件65，固定件65被配置成能够将连接件64固定在导向槽中的目标位置，使得其无法继续滑动，从而保证实际使用过程中等离子体生成机构30的稳定性，避免其发生意外滑动。该目标位置可以是操作人员在实际使用过程中经过调试后确定的一个合适的位置，对此不作限制。可以根据具体所使用的连接件64的类型来合理的设置固定件65，例如，如果所选用的连接件64为螺栓，则固定件65可以是两个螺母，两个螺母可以从螺栓的两端旋入螺栓中并分别抵持在板体61的两侧，从而将连接件64固定在导向槽63中。又例如，如果所选用的连接件64是滑块，则固定件65可以是一个抵持结构，其可以将连接件64抵持在导向槽63中，从而使其无法继续滑动。

在一些实施例中，如图8中示出的，导向槽63的投影面形状可以是长圆形，而在一些其他的实施例中，导向槽63的投影面形状还可以是矩型、椭圆型等其他形状中的一种，对此不作限制。

在一些实施例中，支撑机构60可以包括多个导向槽组，每个导向槽组包括至少两个位于通孔62的不同方向上导向槽63，并且，每个导向槽组对应的连接件64用于与一个等离子体生成机构20进行连接。仍可参照图8，本实施例中，位于图8中板体61左半部分的两个导向槽63可以为一组，位于右半部分的两个导向槽63可以为另一组，一组中的两个导向槽63所对应的两个连接件64用于与一个等离子体生成机构30进行连接。本实施例中，一个等离子体生成机构30倍多个连接件64所固定，增加了稳定性，并且，多个连接件64位于通孔62的不同方向上，使得等离子体生成机构30与气化机构10之间的相对位置也能够维持在一个较为稳定的状态。

在一些实施例中，多个导向槽组可以以通孔62为中心对称分布，从而，使得支撑机构60以及连接在气化机构10和等离子体生成机构30之间的分配机构20不会由于受力不均匀而发生倾斜、变形等，进一步保证了整个离子源中各个机构的稳定性。

在一些实施例中，气化机构10可以具体包括坩埚11和加热件12，坩埚11用于容纳固态原料，而加热件12可以对坩埚11进行加热，以使固态原料气化形成饱和蒸汽。

在一些实施例中，如上文中所描述的，可能需要气化机构10提供更足量的饱和蒸汽，以供多个等离子体生成机构30进行使用。为此，参照图9，气化机构可以进一步的包括多个坩埚11，以使其能够对更多的固态原料进行处理，从而提供更足量的饱和蒸汽。

在一些实施例中，多个坩埚11可以彼此平行设置，并朝向等离子体生成机构30延伸。本实施例中，每个坩埚11可以呈柱状，并彼此平行设置，从而，避免了设置多个坩埚11而导致离子源的整体体积过大。

在一些实施例中，相邻的坩埚11可以彼此贴合设置，从而，进一步的减小离子源的整体体积，并且，彼此贴合的坩埚11可以使得加热件12所提供的热量得到更加高效的利用，提高气化的效率。

在一些实施例中，坩埚11和加热件12可以被共同设置在一个保温外壳中。

在一些实施例中，参照图10，加热件12可以在多个坩埚11延伸方向的上表面和下表面并与坩埚11绝缘。如上文中所描述地，多个坩埚11彼此平行设置并朝向等离子体生成机构30延伸，而加热件12在这些坩埚11延伸方向上的上表面和下表面延伸，从而提高加热件12的加热效率，并使得多个坩埚11的受热更为均匀。进一步的，加热件12与坩埚11绝缘，以避免发生短路。

在一些实施例中，仍参照图10，加热件12可以呈丝状，其可以是本领域中常用的加热丝中的一种，例如石墨加热丝。加热件12在多个坩埚11延伸方向的上表面和下表面呈蛇形延伸。具体地，加热件12可以多个坩埚11的上表面蛇形延伸后，经由最外侧的一个坩埚11侧面被引到多个坩埚11的下表面上，而后继续呈蛇形延伸。本实施例中，仅凭借一个加热件12就能够实现对多个坩埚11进行同时加热，简化了离子源的电气结构，能够更加方便的进行供电线路的布控。同时，加热件12的蛇形延伸也确保了加热件12与坩埚11之间具有足够的接触面积，保证加热效率。

在一些实施例中，参照图3，电子发射机构40可以具体包括与多个等离子体生成机构对应的多个阴极41，与多个阴极对应的多个灯丝42以及灯丝支撑结构43。

每个阴极41设置在对应的等离子体生成机构30的一侧，具体地，其可以设置在与放电腔301处的电子引入结构(例如电子窗302)相对应的位置。灯丝42用于对阴极41进行加热，以使其能够向放电腔301中发射电子，而灯丝支撑结构43用于为灯丝42提供支撑。阴极41可以与等离子体生成机构30进行固定连接，而灯丝支撑结构43可以与一些外部结构或者离子源中的一些机构进行固定连接。例如，在一些实施例中，灯丝支撑结构43可以被连接到上文中所描述的支撑机构60上。

进一步的，如上文中所描述的，等离子体生成机构30的位置可能会发生变化，此时阴极41的位置也将会发生变化，而灯丝42的位置需要随之变化才能够有效的对阴极41进行加热，为此，在一些实施例中，灯丝支撑结构43被设置成使得每个灯丝42能够在至少两个自由度上进行运动，以调整灯丝42与阴极41之间的相对位置，使其在阴极41的位置发生改变后仍然能够对准阴极41，从而，等离子体生成机构30的位置、规格等发生变化时，无需更换灯丝42或灯丝支撑结构43。

在一些实施例中，参照图11，灯丝支撑结构43可以具体包括第一支撑单元431和第二支撑单元432，第一支撑单元431上设置有滑槽4311，该滑槽4311使第一支撑单元431安装至离子源时能够在第一方向上调节位置。例如，如上文中所描述地，第一支撑单元431可以经由该滑槽4311与支撑机构60滑动连接，以使其能够相对于支撑机构60进行滑动。

第二支撑单元432与第一支撑单元431连接，并能够在第二方向上相对于第一支撑单元431滑动，第二支撑单元432上设置有安装部4321，灯丝42能够被安装在安装部4321中。第二支撑单元432与第一支撑单元431之间的滑动可以通过滑槽、滑轨等本领域中常用的滑动连接结构来实现，对此不作限制。

本实施例中，通过第一支撑单元431与其所连接的部件之间的滑动来实现灯丝42在第一个自由度上的位置调整，通过第二支撑单元432与第一支撑单元431之间的滑动来实现灯丝42在第二个自由度上的位置调整。

在一些实施例中，第二支撑单元432上形成有多个安装部，以使一个灯丝支撑结构43能够同时支撑多个灯丝42，简化整体结构，并且，能够使得多个灯丝42的位置同时被调整，简化操作。

在一些其他的实施例中，可以设置多个灯丝支撑结构43，每个灯丝支撑结构43支撑一个灯丝42，以使得每个灯丝42的位置能够单独地被调整，使得灯丝42的调整更加的精细化。

在一些实施例中，安装部4321呈槽状，并且，当灯丝42安装至安装部4321后，安装部4321与灯丝42之间形成间隙，使灯丝42能够在安装部4321中沿第三方向滑动。本实施例中，进一步的增加了灯丝42的活动自由度，以更好地满足不同的使用需求。

在一些实施例中，第一支撑单元431可以包括第一板体4312和第二板体4313。滑槽4311可以设置在第一板体4312上，而第二板体4313与第一板体4312呈L型连接，第二板体4313与第二支撑单元432滑动连接。本实施例中，将滑槽4311设置在第一板体4312上，将第二支撑单元432与第一支撑单元431之间的滑动连接部位设置在了第二板体4313上，从而，避免两个自由度上的滑动彼此之间发生干扰。

在一些实施例中，第二支撑单元432可以包括第三板体4322和第四板体4323。第三板体4322与第二板体4313滑动连接，第四板体4323与第三板体4322呈L型连接，安装部4321设置在第四板体4323上。同样地，本实施例中的结构能够避免第二支撑单元432与第一支撑单元431之间的滑动对灯丝42产生干扰。

在一些实施例中，第二支撑单元432可以包括多个第四板体4323，多个第四板体4323沿着第三方向设置在同一直线上，每个第四板体4323上设置有一个安装部4321。本实施例中，多个安装部4321分别设置在多个第四板体4323上，使得灯丝42在安装部4321中滑动时不会对其他的灯丝42产生干扰。

在一些实施例中，第二板体4313上形成有朝向第二方向延伸的多个第一延伸部4314，第三板体4322上形成有朝向第二方向延伸并与多个第一延伸部4314对应的多个第二延伸部4324，每个第二延伸部4324与对应的第一延伸部4314滑动连接。本实施例中，第二板体4313与第三板体4322之间的滑动连接通过多个第一延伸部4314和第二延伸部4324来实现，从而，在实际进行位置调整时，可以分别在每个延伸部的位置处进行位置调整，而不在整体上进行移动，简化了位置调整的操作。

参照图5和图6，本申请的实施例还提供一种分配机构，其包括入口管21和多个出口管22，每个入口管21上设置有一个气体入口201，每个出口管22上分别设置有一个气体出口202，其中，多个出口管22与入口管21滑动连接，使多个出口管22彼此之间的相对位置可调节。

在一些实施例中，出口管22可以包括连接部221和延伸部222，在使用过程中，连接部221可以至少部分地插入到入口管21中并能够在入口管21中滑动，以实现出口管22彼此之间的相对位置的调节，而延伸部222在安装后可以向着与入口管21的延伸方向大致垂直的方向延伸，气体出口202可以设置在延伸部222远离入口管21的一端。入口管21和出口管22之间可以采用合适的方式来在滑动连接的同时进行密封，例如，二者之间的连接处可以设置有密封垫片，或者，二者之间可以相对紧密的配合以保证气密性。

在一些实施例中，气体入口201可以被具体设置在入口管21的壁上，分配机构20可以包括两个出口管22，两个出口管22分别滑动连接至入口管21延伸方向上的两端。

在一些实施例中，多个出口管22可以气体入口201为中心对称分布。

在一些实施例中，参照图7。入口管21上可以设置有多个气体入口201。

在一些实施例中，多个气体入口201可以并排地设置在入口管21的壁上，在一些其他的实施例中，多个气体入口201也可以以其他合适的方式设置在入口管21上，其设置方式可以具体取决于气化机构10的设置方式。

有关分配机构20的一些具体的技术细节可以参照上文中相关部分处的描述，在此不再赘述。

以上对本申请的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本申请的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本申请的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本申请的范围之内。

Claims (7)

1.一种分配机构，用于将离子源的气化机构形成的饱和蒸汽分配至多个等离子体生成机构，所述分配机构包括：

入口管，所述入口管上设置有气体入口，所述气体入口用于与所述气化机构连接以接收来自所述气化机构的饱和蒸汽；

多个出口管，每个所述出口管上分别设置有一个气体出口，每个所述气体出口用于与一个所述等离子体生成机构连接以将饱和气体分配至所述等离子体生成机构，其中，所述多个出口管与所述入口管滑动连接，使所述多个出口管彼此之间的相对位置可调节；

多个所述出口管以所述气体入口为中心对称分布；多个所述出口管在相对位置发生改变后仍然以所述气体入口为中心对称分布；

所述出口管包括连接部和延伸部，所述连接部至少部分地插入到所述入口管中并能够在所述入口管中滑动，所述延伸部向着与所述入口管的延伸方向大致垂直的方向延伸，所述气体出口设置在所述延伸部远离所述入口管的一端；

所述气体入口设置在所述入口管的壁上，所述分配机构包括两个所述出口管，两个所述出口管分别滑动连接至所述入口管延伸方向上的两端。

2.根据权利要求1所述的分配机构，其中，所述入口管上设置有多个所述气体入口。

3.根据权利要求2所述的分配机构，其中，多个所述气体入口并排地设置在所述入口管的壁上。

4.一种离子源，用于提供离子束流，包括：

气化机构，用于将固态原料气化形成饱和蒸汽；

如权利要求1-3中任一项所述的分配机构，所述分配机构的气体入口与所述气化机构连接；

多个等离子体生成机构，分别与所述分配机构的气体出口连接，以接收来自所述气化机构的饱和蒸汽，所述等离子体生成机构形成有放电腔，饱和蒸汽能够在所述放电腔中电离形成等离子体；

电子发射机构，所述电子发射机构能够向所述放电腔中发射电子，以使所述放电腔中的饱和蒸汽发生电离；以及

引出机构，所述引出机构能够对所述放电腔中形成的等离子体施加电场，以将所述等离子体引出所述放电腔并形成离子束流。

5.根据权利要求4所述的离子源，其中，多个所述等离子体生成机构被配置成彼此之间的相对位置可调节。

6.根据权利要求4所述的离子源，其中，所述气化机构包括：

坩埚，所述坩埚用于容纳所述固态原料；

加热件，用于对所述坩埚加热以使所述固态原料气化成饱和蒸汽。

7.根据权利要求4所述的离子源，还包括：

支撑机构，所述支撑机构用于对所述等离子体生成机构进行支撑以保持所述气化机构、所述分配机构和所述等离子体生成机构之间的相对位置。