CN206774500U - 一种新型的阵列式射频离子源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型的阵列式射频离子源装置，包括冷却管路及多个射频离子源单元；每个射频离子源单元均包括平行栅网固定座、绝缘电离腔、射频线圈及绝缘底座，射频线圈螺旋套设于绝缘电离腔的外侧壁上，绝缘电离腔的顶部及底部均开口，平行栅网固定座与绝缘电离腔的顶部连接且平行栅网固定座上正对开口的位置处设有平行栅网，绝缘底座与绝缘电离腔的底部连接，绝缘底座上设有气体入口；射频线圈之间通过冷却管路串联电连接，平行栅网之间串联连接，相邻的射频离子源单元的绝缘底座拼接连接。本实用新型能将平行栅网组合起来以发射大面积的离子束流，且单个射频离子源单元的平行栅网的形状容易保持一致且不易变形，能保证工作效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频离子源装置技术领域，更具体地，涉及一种新型的阵列式射频离子源装置。
背景技术
离子源是使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置，它是各种类型的离子加速器、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不可缺少的部件。
现有的离子源只有一个栅网，为了满足大面积离子束流的发射要求，需要加大栅网的面积，而大面积的栅网不但制作困难，而且形状也很难保持一致，另外，大面积的栅网在使用一段时间后容易变形，影响工作效果。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的阵列式射频离子源装置，在不加大栅网面积的前提下能满足大面积离子束流发射的要求，栅网的形状容易保持一致且不易变形，能保证工作效果。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
提供一种新型的阵列式射频离子源装置，包括冷却管路及多个射频离子源单元；每个射频离子源单元均包括平行栅网固定座、绝缘电离腔、射频线圈及绝缘底座，射频线圈螺旋套设于绝缘电离腔的外侧壁上，绝缘电离腔的顶部及底部均开口，平行栅网固定座与绝缘电离腔的顶部连接且平行栅网固定座上正对开口的位置处设有平行栅网，绝缘底座与绝缘电离腔的底部连接，绝缘底座上设有气体入口；射频线圈之间通过冷却管路串联电连接，平行栅网之间串联连接，相邻的射频离子源单元的绝缘底座拼接连接。
上述方案中，通过设置多个射频离子源单元，将射频线圈之间通过冷却管路串联电连接，并将平行栅网之间串联连接，使得平行栅网能组合起来以发射大面积的离子束流，且单个射频离子源单元的平行栅网的形状容易保持一致且不易变形，能保证工作效果。
优选地，还包括连接结构，连接结构上设有通孔；所述连接结构包括上连接板、下连接板及设于两者之间的连接柱；平行栅网固定座固定在上连接板上，下连接板固定在绝缘电离腔的顶部；通孔与绝缘电离腔的顶部开口正对。连接结构的设置使得每个射频离子源单元的平行栅网固定座与绝缘电离腔呈一定角度连接在一起，以实现准直离子束流、聚焦离子束流或发散离子束流的发射。而传统的离子源为了发射聚焦离子束流或发散离子束流，需要将栅网制作成曲面形状，这使得栅网的形状更难保持一致性。
优选地，连接柱为高度能调整的连接柱。这样设置便于控制每个射频离子源单元的平行栅网固定座与绝缘电离腔的连接角度，使得该阵列式射频离子源装置发射的离子束流能在准直、聚焦或发散功能之间进行切换，丰富了该阵列式射频离子源装置的功能。进一步优选地，连接柱包括多个套设连接的连接杆。通过改变拉出的连接杆的数量，即可改变连接柱的高度；连接柱的结构与天线的结构一样。
优选地，绝缘电离腔及绝缘底座均为陶瓷结构。这样设置能加快绝缘电离腔内热量的散失，使得射频线圈不产生变形，从而进一步保证该阵列式射频离子源装置的工作效果。进一步优选地，绝缘电离腔及绝缘底座均为氮化铝陶瓷结构。
优选地，平行栅网固定座及绝缘底座均为六边形结构。这样设置便于射频离子源单元之间的拼接连接及连接后的固定。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型一种新型的阵列式射频离子源装置，通过设置多个射频离子源单元，将射频线圈之间通过冷却管路串联电连接，并将平行栅网之间串联连接，使得平行栅网能组合起来以发射大面积的离子束流，且单个射频离子源单元的平行栅网的形状容易保持一致且不易变形，能保证工作效果；通过设置连接结构，并在连接结构上设有通孔，使得每个射频离子源单元的平行栅网固定座与绝缘电离腔呈一定角度连接在一起，以实现准直离子束流、聚焦离子束流或发散离子束流的发射；通过将连接柱设置成高度能调整的连接柱，便于控制每个射频离子源单元的平行栅网固定座与绝缘电离腔的连接角度，使得该阵列式射频离子源装置发射的离子束流能在准直、聚焦或发散功能之间进行切换，丰富了该阵列式射频离子源装置的功能；通过将绝缘电离腔及绝缘底座均设置为陶瓷结构，能加快绝缘电离腔内热量的散失，使得射频线圈不产生变形，从而进一步保证该阵列式射频离子源装置的工作效果；通过将平行栅网固定座及绝缘底座均设置为六边形结构，便于射频离子源单元之间的拼接连接及连接后的固定。
附图说明
图1为本实施例中射频离子源单元的结构示意图。
图2为三个射频离子源单元拼接连接的示意图。
图3为七个射频离子源单元拼接连接的示意图。
图4为三个射频离子源单元电连接的示意图。
图5为本实施例一种新型的阵列式射频离子源装置发射准直离子束流时的示意图。
图6为本实施例一种新型的阵列式射频离子源装置发射聚焦离子束流时的示意图。
图7为本实施例一种新型的阵列式射频离子源装置发射发散离子束流时的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
本实施例一种新型的阵列式射频离子源装置的示意图如图1至图4所示，包括冷却管路及多个射频离子源单元；每个射频离子源单元均包括平行栅网固定座1、绝缘电离腔2、射频线圈3及绝缘底座4，射频线圈3螺旋套设于绝缘电离腔2的外侧壁上，绝缘电离腔2的顶部及底部均开口，平行栅网固定座1与绝缘电离腔2的顶部连接且平行栅网固定座1上正对开口的位置处设有平行栅网，绝缘底座4与绝缘电离腔2的底部连接，绝缘底座4上设有气体入口；射频线圈3之间通过冷却管路串联电连接，平行栅网之间串联连接，相邻的射频离子源单元的绝缘底座4拼接连接。平行栅网包括屏栅及加速栅。
使用该阵列式射频离子源装置时，将屏栅与屏栅电源连接，加速栅与加速栅电源连接，将工艺气体从气体入口输入绝缘电离腔2内，工艺气体在射频线圈3的感应下被电离，继而在屏栅及加速栅电极的作用下发射出离子束流。本实用新型一种新型的阵列式射频离子源装置，通过设置多个射频离子源单元，将射频线圈之间通过冷却管路串联电连接，并将平行栅网之间串联连接，使得平行栅网能组合起来以发射大面积的离子束流，且单个射频离子源单元的平行栅网的形状容易保持一致且不易变形，能保证工作效果。
其中，还包括连接结构5，连接结构5上设有通孔；所述连接结构5包括上连接板51、下连接板52及设于两者之间的连接柱53；平行栅网固定座1固定在上连接板51上，下连接板52固定在绝缘电离腔2的顶部；通孔与绝缘电离腔2的顶部开口正对。连接结构5的设置使得每个射频离子源单元的平行栅网固定座1与绝缘电离腔2呈一定角度连接在一起，以实现准直离子束流、聚焦离子束流或发散离子束流的发射。而传统的离子源为了发射聚焦离子束流或发散离子束流，需要将栅网制作成曲面形状，这使得栅网的形状更难保持一致性。
另外，连接柱53为高度能调整的连接柱53。这样设置便于控制每个射频离子源单元的平行栅网固定座1与绝缘电离腔2的连接角度，使得该阵列式射频离子源装置发射的离子束流能在准直、聚焦或发散功能之间进行切换，丰富了该阵列式射频离子源装置的功能。本实用新型发射准直离子束流、聚焦离子束流及发射离子束流时的示意图分别如图5、图6及图7所示。本实施例中，连接柱53包括多个套设连接的连接杆。通过改变拉出的连接杆的数量，即可改变连接柱53的高度；连接柱的结构与天线的结构一样，属于现有技术，本实施例不再详细描述。
其中，绝缘电离腔2及绝缘底座4均为陶瓷结构。这样设置能加快绝缘电离腔2内热量的散失，使得射频线圈3不产生变形，从而进一步保证该阵列式射频离子源装置的工作效果。本实施例中，绝缘电离腔2及绝缘底座4均为氮化铝陶瓷结构。
另外，平行栅网固定座1及绝缘底座4均为六边形结构。这样设置便于射频离子源单元之间的拼接连接及连接后的固定。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型的阵列式射频离子源装置，其特征在于，包括冷却管路及多个射频离子源单元；每个射频离子源单元均包括平行栅网固定座(1)、绝缘电离腔(2)、射频线圈(3)及绝缘底座(4)，射频线圈(3)螺旋套设于绝缘电离腔(2)的外侧壁上，绝缘电离腔(2)的顶部及底部均开口，平行栅网固定座(1)与绝缘电离腔(2)的顶部连接且平行栅网固定座(1)上正对开口的位置处设有平行栅网，绝缘底座(4)与绝缘电离腔(2)的底部连接，绝缘底座(4)上设有气体入口；射频线圈(3)之间通过冷却管路串联电连接，平行栅网之间串联连接，相邻的射频离子源单元的绝缘底座(4)拼接连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型的阵列式射频离子源装置，其特征在于，还包括连接结构(5)，连接结构(5)上设有通孔；所述连接结构(5)包括上连接板(51)、下连接板(52)及设于两者之间的连接柱(53)；平行栅网固定座(1)固定在上连接板(51)上，下连接板(52)固定在绝缘电离腔(2)的顶部；通孔与绝缘电离腔(2)的顶部开口正对。
3.根据权利要求2所述的一种新型的阵列式射频离子源装置，其特征在于，连接柱(53)为高度能调整的连接柱(53)。
4.根据权利要求3所述的一种新型的阵列式射频离子源装置，其特征在于，连接柱(53)包括多个套设连接的连接杆。
5.根据权利要求1所述的一种新型的阵列式射频离子源装置，其特征在于，绝缘电离腔(2)及绝缘底座(4)均为陶瓷结构。
6.根据权利要求5所述的一种新型的阵列式射频离子源装置，其特征在于，绝缘电离腔(2)及绝缘底座(4)均为氮化铝陶瓷结构。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种新型的阵列式射频离子源装置，其特征在于，平行栅网固定座(1)及绝缘底座(4)均为六边形结构。
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