EP0238397B1 - Elektronenzyklotronresonanz-Ionenquelle mit koaxialer Injektion elektromagnetischer Wellen - Google Patents

Elektronenzyklotronresonanz-Ionenquelle mit koaxialer Injektion elektromagnetischer Wellen Download PDF

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EP0238397B1 EP87400536A EP87400536A EP0238397B1 EP 0238397 B1 EP0238397 B1 EP 0238397B1 EP 87400536 A EP87400536 A EP 87400536A EP 87400536 A EP87400536 A EP 87400536A EP 0238397 B1 EP0238397 B1 EP 0238397B1
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    • H01J27/02—Ion sources; Ion guns
    • H01J27/16—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation
    • H01J27/18—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation with an applied axial magnetic field

Claims (14)

1. Elektronenzyklotronresonanz-lonenquelle mit:
- einer Hülle (1), die eine longitudinale Achse (50), eine erste und eine zweite, gegenüberliegende, nach dieser Achse orientierte Öffnung ( 51, 53) besitzt, wobei die Hülle ein lonen- und Elektronenplasma enthält, das durch Elektronenzyklotronresonanz aus einer Probe gebildet wird, wobei die erste Öffnung (51) mit einem Extraktionssystem (16, 17) für die Ionen in der Hülle verbunden ist und die zweite Öffnung (53) das Einführen der Probe in die Hülle (1) ermöglicht;
- einem Generator (3) für elektromagnetische Wellen, die in die Hülle (1) eingeführt werden;
- einer außen abgeschirmten magnetischen Struktur (35, 37, 39, 41), die die Hülle (1) umgibt und im Innern dieser ein radiales (45) und ein axiales (49) magnetisches Feld erzeugt, wobei diese Felder eine geschlossene äquimagnetische Fläche erzeugen, die das Einschließen des Plasmas in der Hülle ermöglicht,
dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Übergangshohlraum . (60) aufweist, der mit einer Vorrichtung (77) zur Erzeugung des Vakuums verbunden ist und der eine erste und eine zweite, gegenüberliegende, nach der longitudinalen Achse (50) der Hülle orientierte Öffnung (64, 66) besitzt, wobei die erste Öffnung (64) des Hohlraumes (60) und die zweite Öffnung (53) der Hülle (1) über einen ersten, leitenden Kanal (63) verbunden sind und die zweite Öffnung (66) des Hohlraumes und die zweite Öffnung (53) der Hülle über einen zweiten, wenigstens zum Teil leitenden Kanal (65, 65a, 65b) verbunden sind, der den Hohlraum (60), die erste Öffnung (64) und den ersten Kanal (63) durchquert, wobei der Generator (3) der elektromagnetischen Wellen mit dem Hohlraum über einen Wellenlleiter (5) verbunden ist, wobei ein Fenster (72), das transparent für die elekromagnetischen Wellen und vakuumdicht ist, zwischen dem Hohlraum und dem Wellenleiter angeordnet ist und wobei die beiden Kanäle (63, 65) eine koaxiale Linie für die elektromagnetischen Wellen zwischen dem Hohlraum (60) und der Hülle (1) bilden.
2. Ionenquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe gasförmig ist und diese durch den zweiten Kanal (65, 65a, 65b) in die Hülle (1) ausgehend von der zweiten Öffnung (66) des Hohlraums eingeführt wird.
3. lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe gasförmig ist und ein Ende (65a) des zweiten Kanals, das der zweiten Öffnung (53) der Hülle benachbart ist, wenigstens im Bereich des zweiten Kanals gegenüber der Abschirmung (41) der magnetischen Struktur transparent für elektromagnetische Wellen ist.
4. lonenquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe fest ist und diese in die Hülle (1) in der Form eines Stiftes (80), der wenigstens den zweiten Kanal (65) durchquert, eingeführt wird.
5. lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung zum Kontrollieren und Regeln des extrahierten lonenstroms aufweist.
6. lonenquelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe gasförmig ist und die Vorrichtung zum Kontrollieren und Regeln des extrahierten lonenstroms eine Vorrichtung (26), die dazu dient, den Zufluß des in den zweiten Kanal eingeführten Gases zu verändern, und eine Vorrichtung (28, 30, 32) zum Steuern der Vorrichtung, die zur Veränderung des Gaszuflusses dient, aufweist.
7. lonenquelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe fest ist und die Anordnung zum Kontrollieren und Regeln des extrahierten lonenstroms eine Vorrichtung (20) zum Positionieren der festen Probe auf der longitudinalen Achse (50) der Hülle (1) aufweist.
8. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (75) zum Regeln des internen Volumens des Übergangshohlraums (60) aufweist.
9. lonenquelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (75) zum Regeln des internen Volumens des Übergangshohlraums (60) einen Kolben aufweist, der in einer dritten, in den Übergangshohlraum (60) gearbeiteten Öffnung (67) angeordnet ist.
10. lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangshohlraum (60) aus Kupfer besteht.
11. lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (63) aus Kupfer besteht.
12. lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (65, 65b) aus Kupfer besteht.
13. lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Wellen eine Frequenz von 10Ghz besitzen und daß das Verhältnis des inneren Durchmessers des ersten Kanals zum äußeren Durchmesser des zweiten Kanals zwischen 3 und 5 liegt.
14. lonenquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser des ersten Kanals (63) von der gleichen Grössenordnung wie die Dicke der Abschirmung (41) der magnetischen Struktur der Ionenquelle ist.
EP87400536A 1986-03-13 1987-03-11 Elektronenzyklotronresonanz-Ionenquelle mit koaxialer Injektion elektromagnetischer Wellen Expired - Lifetime EP0238397B1 (de)

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