CN201134408Y - 一种可整体植入真空室的离子束源装置 - Google Patents

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Abstract

一种可整体植入真空室的离子束源装置，其主法兰前侧的放电室后端法兰、放电室筒体、阳极筒、灯丝、离子引出组件及连接件均置于金属外罩中，装在主法兰上的陶瓷电极的后端置于金属后罩中，陶瓷电极与真空引出法兰的连接线用金属软管套住，有效防止了离子束源工作时线间、线地间的打火现象，既满足了大型工件的离子束微细加工的要求，也使设备整体尺寸缩小。

Description

一种可整体植入真空室的离子束源装置
技术领域
本实用新型涉及适用于大型光学镜面离子束修形设备中的离子源装置。
背景技术
目前，已有的低能离子束源是卡弗曼型离子束源，他大多是采用法兰安装式，法兰装在真空式表面接口上，离子源放电室部分伸入真空室内，引入电极通过陶瓷密封件将电源从大气引入真空室内，工作时反应气体通过法兰进入放电室内，保持反应室气压在规定的范围，给离子源各电极加电，在离子源放电室内产生等离子体，通过离子源的离子引出系统将离子引出形成带能量的离子流，带能离子流轰击靶材(工件)，将靶材(工件)原子轰击出来脱离原表面得到所需的微细图形。
大型光学镜面离子束修形设备所加工工件的直径大(800mm)，是采用离子源移动的方式对工件全范围内扫描，实现对工件表面的微细加工整形、抛光。因此需采用能在真空室内使用并可移动的离子束源，使其能在大型真空室内部任意位置使用，满足大型工件的离子束抛光的需要，而常规离子源不能全部将其放在真空室内使用，一旦使用将会产生线间、线-地间击穿放电现象，使离子源无法正常工作。
实用新型内容
本实用新型的目的是，为了克服常规离子源不能整体在真空室中使用的问题，提出一种可整体植入真空室的离子束源装置，该离子源装置不仅能安装在真空室法兰接口上工作，而且能整体植入真空室内，使离子源装置在真空室内正常工作，方便使用者利用扫描方式对大型工件表面进行大面积微细加工。
本实用新型的技术方案是，所述可整体植入真空室的离子束源装置有一侧装有金属后罩的主法兰和装有三个外引出电极的真空接口法兰，金属软管的两端分别同所述金属后罩和真空接口法兰上的电极罩连通，主法兰上装有三个陶瓷电极，所述陶瓷电极位于金属后罩中的接线端子分别经穿过金属软管的电引线同位于真空接口法兰上电极罩中的外引出电极接线端子对应连接，其结构特点是，所述主法兰的另一侧装有前端有开口的金属前罩，放电室后端法兰用支杆连接安装在所述安装法兰上并位于金属前罩中，内腔为放电室的放电室筒体的后端安装在所述放电室后端法兰的前端面上，且放电室中设有阳极筒；装在放电室后端法兰上且与其绝缘的两只螺杆的前端之间装有灯丝且该灯丝位于阳极筒中，所述两螺杆的后端分别用电引线同两个所述陶瓷电极对应连接，此陶瓷电极中的一根与后端法兰相连；装在主法兰上的送气管的前端口同位于放电室后端法兰中部的气室连通，该气室的前端口装有位于阳极筒中的气体分配器；放电室的前端口装有离子引出组件，该离子引出组件有两个互不接触的平面法兰，所述两平面法兰上各装有金属曲面栅网，位于阳极筒前端口的该两金属曲面栅网之间留有间隙且其凸面朝向阳极筒。
以下对本实用新型做出进一步说明。
参见图1，本实用新型有一侧装有金属后罩4的主法兰5和装有三个外引出电极1的真空接口法兰2，金属软管3的两端分别同所述金属后罩4和真空接口法兰5上的电极罩17连通，主法兰5上装有三个陶瓷电极18，所述陶瓷电极18位于金属后罩4中的接线端子分别经穿过金属软管3的电引线19同位于真空接口法兰2上电极罩17中的外引出电极接线端子对应连接，其结构特点是，所述主法兰5的另一侧装有前端有开口的金属前罩13，放电室后端法兰7用支杆16连接安装在所述主法兰5上并位于金属前罩13中，内腔为放电室的放电室筒体10的后端安装在所述放电室后端法兰7的前端面上，且放电室中设有阳极筒15；装在放电室后端法兰7上且与其绝缘的两只螺杆8的前端之间装有灯丝14且该灯丝14位于阳极筒15中，所述两螺杆8的后端分别用电引线6同两个所述陶瓷电极18对应连接，此陶瓷电极中的一根与后端法兰相连；装在主法兰5上的送气管21的前端口同位于放电室后端法兰7中部的气室22连通，该气室22的前端口装有位于阳极筒15中的气体分配器9；放电室的前端口装有离子引出组件，该离子引出组件有两个互不接触的平面法兰12、23，所述两平面法兰12、23上各装有金属曲面栅网11，位于阳极筒15前端口的该两金属曲面栅网11之间留有间隙且其凸面朝向阳极筒15。
本实用新型中，离子引出组件12有开有很多小孔的金属曲面栅网11，离子就是从这些小孔中被引出，通过曲面聚焦，形成离子束；送气管21中送来的气体从放电室后端法兰7中心送入，通过气体分配器9，均匀充入阳极筒15内；工作时，放电室上加有高压(即为引出离子束的能量)，引出系统出口端法兰上加上80-200V电压，阳极筒上加有40-60V电压，灯丝两端加有25-30V电压，放电室通入Ar气后，缓慢调节灯丝电流，使阳极出现电流，然后调节放电室电压到所需的值，再增大灯丝电流使引出的离子束流(从配备的电流表上可观察到)达到所需值。本实用新型的结构能使其整体植入真空室内。
由以上可知，本实用新型为一种可整体植入真空室的离子束源装置，该离子源装置不仅能安装在真空室法兰接口上工作，而且能整体植入真空室内任意地方，不会产生线间、线地间的打火现象，采用屏蔽罩隔离的方式，简单、实用、有效，使离子源装置在真空室内正常工作；解决了长期困扰人们的离子源导线在真空中耐压不足的问题，也解决了离子源边运动边工作的难题，并可使得大型工件精密微细加工的设备小型化，方便使用者利用扫描方式对大型工件表面进行大面积微细加工。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的整体(剖视)结构示意图。
在图中：
1-外引出电极，      2-真空接口法兰，   3-金属软管，
4-金属后罩，        5-主法兰，         6-电引线，
7-放电室后端法兰，  8-螺杆，           9-气体分配器，
10-放电室筒体，     11-栅网，          12-离子引出组件，
13-金属前罩，       14-灯丝，          15-阳极筒，
16支杆，            17-电极罩，        18-陶瓷电极，
19-电引线，         20-开口，          21-送气管。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型有一侧装有金属后罩4的主法兰5和装有三个外引出电极1的真空接口法兰2，金属软管3的两端分别同所述金属后罩4和真空接口法兰5上的电极罩17连通，主法兰5上装有三个陶瓷电极18，所述陶瓷电极18位于金属后罩4中的接线端子分别经穿过金属软管3的电引线19同位于真空接口法兰2上电极罩17中的外引出电极接线端子对应连接，其结构特点是，所述主法兰5的另一侧装有前端有开口的金属前罩13，放电室后端法兰7用支杆16连接安装在所述主法兰5上并位于金属前罩13中，内腔为放电室的放电室筒体10的后端安装在所述放电室后端法兰7的前端面上，且放电室中设有阳极筒15；装在放电室后端法兰7上的两只螺杆8的前端之间装有灯丝14且该灯丝14位于阳极筒15中，所述两螺杆8的后端分别用电引线6同两个所述陶瓷电极18对应连接，此陶瓷电极中的一根与后端法兰相连；装在主法兰5上的送气管21的前端口同位于放电室后端法兰7中部的气室22连通，该气室22的前端口装有位于阳极筒15中的气体分配器9；放电室的前端口装有离子引出组件，该离子引出组件有两个互不接触的平面法兰12、23，所述两平面法兰12、23上各装有金属曲面栅网11，位于阳极筒15前端口的该两金属曲面栅网11之间留有间隙且其凸面朝向阳极筒15。
放电室筒体10为圆柱形筒体，阳极筒15亦为薄壁圆筒；陶瓷电极18焊接在主法兰5上；气体分配器9为多孔板结构，电引出线6、19为耐高压绝缘线，螺杆8与放电室后端法兰7为绝缘连接。

Claims (1)

1.一种可整体植入真空室的离子束源装置，它有一侧装有金属后罩(4)的主法兰(5)和装有三个外引出电极(1)的真空接口法兰(2)，金属软管(3)的两端分别同所述金属后罩(4)和真空接口法兰(5)上的电极罩(17)连通，主法兰(5)上装有三个陶瓷电极(18)，所述陶瓷电极(18)位于金属后罩(4)中的接线端子分别经穿过金属软管(3)的电引线(19)同位于真空接口法兰(2)上电极罩(17)中的外引出电极接线端子对应连接，其特征是，所述主法兰(5)的另一侧装有前端有开口的金属前罩(13)，放电室后端法兰(7)用支杆(16)连接安装在所述主法兰(5)上并位于金属前罩(13)中，内腔为放电室的放电室筒体(10)的后端安装在所述放电室后端法兰(7)的前端面上，且放电室中设有阳极筒(15)；装在放电室后端法兰(7)上且与其绝缘的两只螺杆(8)的前端之间装有灯丝(14)且该灯丝(14)位于阳极筒(15)中，所述两螺杆(8)的后端分别用电引线(6)同两个所述陶瓷电极(18)对应连接，此陶瓷电极中的一根与后端法兰相连；装在主法兰(5)上的送气管(21)的前端口同位于放电室后端法兰(7)中部的气室(22)连通，该气室(22)的前端口装有位于阳极筒(15)中的气体分配器(9)；放电室的前端口装有离子引出组件，该离子引出组件有两个互不接触的平面法兰(12、23)，所述两平面法兰(12、23)上各装有金属曲面栅网(11)，位于阳极筒(15)前端口的该两金属曲面栅网(11)之间留有间隙且其凸面朝向阳极筒(15)。
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