一种离子输运装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种离子输运装置，其特征在于，包括收集狭缝板、收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组，所述收集狭缝板上设置有收集狭缝，所述收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组按照离子束传输的方向依次设置在所述收集狭缝板的后侧。本实用新型专利技术提供的离子输运装置，能够有效的收集激光加速器中产生的离子并将离子输运至应用平台，能够满足不同的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
—种离子输运装置
本技术涉及一种离子输运装置，尤其涉及一种激光加速器中离子的输运装置。
技术介绍
世界上许多研究所正在进行激光加速器应用方面的研究，但是，研究仍然处于探索阶段。这是因为激光加速器产生的离子束具有:短脉冲、高流强、大能散等特点，对于离子束的应用造成了很大的困扰。激光加速器产生的离子束脉宽仅为几十皮秒，而且每个脉冲包含IO8-1O11个离子，所以脉冲流强能够达到安培量级。而且离子束的初始束斑与激光焦斑尺寸相等，仅为几个微米，导致空间电荷效应非常强烈，离子束在传输时的包络很大，传输效率低下。尽管刚产生的离子束内会有大量的伴随电子来中和空间电荷效应，但是在输运的过程中，这些伴随电子将会被传输元件的磁场偏转出离子束。同时，离子束的能散很大，而且包含多种离子，因此，在传输过程中的像差现象很严重。所以，最初的收集段是非常困难和关键的部分。人们尝试了多种传输元件来输运离子，包括永磁四极磁铁透镜、线圈磁铁、激光触发的微透镜等等。现有传输元件对离子的输运不能达到应用的要求。为了达到应用的要求，对离子的输运过程进行改进的需求日益变得紧迫。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种离子输运装置，以解决现有技术中的离子输运不能达到应用要求的问题。根据本技术，提供一种离子输运装置，其特征在于，包括收集狭缝板、收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组，所述收集狭缝板上设置有收集狭缝，所述收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组按照离子束传输的方向依次设置在所述收集狭缝板的后侧。优选地，还包括ICT在线测量装置，所述ICT在线测量装置设置在所述分子泵和辅助收集透镜组之间。优选地，还包括上游真空管，所述收集透镜组套装在所述上游真空管的径向外侧。优选地，所述收集透镜组至少为两个四极透镜，均布在所述上游真空管的径向外侧。优选地，所述辅助收集透镜组为双元四极透镜组。优选地，在所述辅助收集透镜组的径向内侧设置有下游真空管，所述辅助收集透镜组设置在所述下游真空管的径向外侧。优选地，所述收集狭缝板与所述上游真空管分体形成，所述收集狭缝板设置在所述上游真空管靠近激光靶的一端；或者，所述收集狭缝板与所述上游真空管一体形成，所述收集狭缝板位于所述上游真空管的靠近激光靶的一端。优选地，所述收集透镜组为三个四级透镜。优选地，还包括真空波纹管，所述矫正磁铁设置在真空波纹管上。优选地，还包括真空四通，所述分子泵设置在所述真空四通上。本技术的离子输运装置采用收集狭缝的方式对离子束进行初步筛选，然后分别通过收集透镜组和辅助收集透镜组对离子束进行聚焦，通过调整这些透镜的磁场强度，将离子输运至应用平台，能够满足不同的应用需求。【附图说明】通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:图1为根据本技术的离子输运装置整体结构示意图；图2为图1的K部放大图；图3为收集狭缝板的板厚、放置位置和收集狭缝孔径的关系示意图；图4为本技术的一个实施例的离子束传输模拟图；图5为本技术的另一个实施例的离子束传输模拟图。【具体实施方式】以下将参照附图更详细地描述本技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。本技术中的“前侧”、“后侧”是按照离子束传输方向定义的，靠近激光靶的一侧定义为前侧，远离激光靶的一侧定义为后侧。如图1所示，本技术的离子输运装置主要包括:收集狭缝板1、收集透镜组2、矫正磁铁3、分子泵4和辅助收集透镜组6。如图1所示，本技术的离子输运装置放置在激光靶室外靠近激光靶10的位置。所述收集狭缝板I上设置有收集狭缝101 (参见图2)，激光加速器产生的离子束的初始发散角很大，离子束沿着激光靶10的法线方向运动。在靠近所述激光靶10的位置放置带有收集狭缝101的收集狭缝板1，利用收集狭缝101对离子束进行初步筛选。在保证离子的数目满足应用要求的前提下，选择合适的收集狭缝101，使离子束的中心部分通过所述收集狭缝101，进入离子输运装置，同时将发散角较大的离子和部分杂质离子在输运的初始阶段就筛除掉。收集狭缝板I的板厚、放置位置、收集狭缝101的孔径和通过收集狭缝101进入离子输运装置的离子束发散角的关系如图3所示，在一个优选的实施例中，收集狭缝板I的有效厚度选择为L=10mm。为了能够筛除发散角较大的高能离子，并且减少由于离子轰击产生的二次离子、电子进入离子输运装置，收集狭缝101的孔径要尽可能小，厚度要尽可能厚。因此，收集狭缝101的放置位置和孔径尺寸不同，通过收集狭缝101进入离子输运装置的离子束发散角也不相同。在优选的实施例中，收集狭缝101与激光靶10的距离D为40mm，50mm和90mm时，收集狭缝101孔径尺寸r与通过收集狭缝101的离子束发散角φ的关系，如下表所示:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子输运装置，其特征在于，包括收集狭缝板、收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组，所述收集狭缝板上设置有收集狭缝，所述收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组按照离子束传输的方向依次设置在所述收集狭缝板的后侧。

【技术特征摘要】
1.一种离子输运装置，其特征在于，包括收集狭缝板、收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组，所述收集狭缝板上设置有收集狭缝，所述收集透镜组、矫正磁铁、分子泵和辅助收集透镜组按照离子束传输的方向依次设置在所述收集狭缝板的后侧。2.根据权利要求1所述的离子输运装置，其特征在于，还包括ICT在线测量装置，所述ICT在线测量装置设置在所述分子泵和辅助收集透镜组之间。3.根据权利要求1所述的离子输运装置，其特征在于，还包括上游真空管，所述收集透镜组套装在所述上游真空管的径向外侧。4.根据权利要求3所述的离子输运装置，其特征在于，所述收集透镜组至少为两个四极透镜，均布在所述上游真空管的径向外侧。5.根据权利要求1所述的离子输运装置，其特征在于，所述辅助收集透镜组为双元四极透镜组。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚勇，朱昆，颜学庆，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：新型
国别省市：北京;11