【技术实现步骤摘要】
本申请涉及离子源，尤其是涉及一种引出带状离子束的离子源。
技术介绍
1、离子源是工业上重要设备，在核
，产生带状离子束的离子源在离子注入机和电磁分离领域有着大量的应用，带状离子束是指离子束束流的横截面是带状的、矩形的，不同于一般的圆形束流，矩形的带状离子束流可以降低其空间电荷效应，引出更大流强，从而生产有更高的效率。
2、目前，常用的带状离子束的离子源有伯纳斯源、弗恩曼源、双等源等。这些离子源主要是弧放电类型的离子源，利用灯丝(即阴极)灯丝加热产生热电子，容易导致灯丝被溅射污染，而且灯丝也容易短裂，有寿命问题，通常在50小时左右，虽然采用间热阴极的方案可以延长离子源寿命，但由于其本质上还是弧放电产生的等离子体，离子的温度高，束流的发射度较大。因此无法克服上述缺陷，另外，上述类型离子源的磁场是磁镜场产生的，为了追求更宽的束流，只能增加两个磁极之间的距离，由此就会产生磁场大小不均匀情况，进而导致等离子体密度不均匀，从而使得束流不均匀，所以离子源引出缝的宽度有限，通常难以做到200mm，目前有一种日本的日清公司的离子注入机，采用多灯丝方案，能使束流宽度达到1500mm，但多灯丝结构复杂，将束流通过束流光学系统加宽的方式拓宽，束流会增加各种像差，导致束流品质差，难以满足均匀的离子注入要求。
3、由于工业生产中，对于带状离子束的宽度需求增强，比如更大尺寸的光伏电池板和新一代显示屏，需要更宽尺寸的带状离子束，据此，有必要提供新结构的离子源，产生更宽的带状离子束来满足未来离子注入机的需求，解决当前离子源的状离子束
技术实现思路
1、本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，提供一种引出带状离子束的离子源，以解决离子源的状离子束流宽度受限的问题。
2、一种引出带状离子束的离子源，包括：长方体结构的弧腔以及设于弧腔外部的磁场结构；
3、所述弧腔的第一侧面上设有微波窗和进气口，所述微波窗用于向弧腔内导入微波能量，所述进气口用于向弧腔内部通入气体；
4、所述弧腔的第二侧面上设有引出带状束离子的引出极，用于从弧腔内引出带状离子束；其中，所述第二侧面是与第一侧面相对的侧面；
5、所述磁场结构沿着弧腔长度方向设置，用于在弧腔内产生设定磁场强度且沿着弧腔长度方向平行延伸的共振面；
6、所述气体进入弧腔后，在所述磁场结构产生的强磁场和微波窗导入的微波能量作用下达到电子回旋共振状态产生等离子体，并将离子从引出极引出。
7、在一个实施例中，所述磁场结构包括在弧腔的第三侧面和第四侧面上对称设计的第一磁场单元和第二磁场单元；其中，所述第一磁场单元和第二磁场单元分别在弧腔内形成对称的共振面。
8、在一个实施例中，所述第一磁场单元包括平行设计的两根第一大磁铁以及设于两根第一大磁铁之间的第一小磁铁；其中，所述第一大磁铁与第一小磁铁平行；
9、所述第二磁场单元包括平行设计的两根第二大磁铁以及设于两根第二大磁铁之间的第二小磁铁；其中，所述第二大磁铁与第二小磁铁平行。
10、在一个实施例中，所述弧腔的第一侧面上间隔设置多组微波窗和进气口；
11、其中，每组微波窗和进气口分别向弧腔内导入设定强度的微波能量和通入设定流量气体。
12、在一个实施例中，在所述弧腔内部每组微波窗和进气口对应空间通过微波隔板分隔成多个腔室；
13、其中，每组微波窗和进气口分别向对应的腔室内导入设定强度的微波能量和通入设定流量气体。
14、在一个实施例中，磁场结构包括在弧腔的第三侧面和第四侧面上对称设计的第三磁场单元和第四磁场单元，以及在弧腔的第一侧面上的第五磁场单元；
15、其中，所述第三磁场单元和第四磁场单元共同与第五磁场单元在弧腔内形成共振面。
16、在一个实施例中，所述第五磁场单元包括分别设置在微波窗两侧的a磁铁和b磁铁；其中，所述a磁铁和b磁铁以微波窗为中心对称设计，并且分别沿着弧腔长度方向平行延伸分布。
17、在一个实施例中，所述弧腔的第一侧面上间隔设置多组微波窗和进气口；
18、所述第五磁场单元包括分别设置在微波窗两侧，且与微波窗间隔设计的多个c磁铁，所述c磁铁沿着弧腔长度方向平行延伸分布。
19、在一个实施例中，所述引出极包括设于第二侧面上的网状结构；其中，所述网状结构上设计有分布式的网孔，从每个网孔引出离子形成带状离子束。
20、在一个实施例中，所述引出极包括设于第二侧面上且沿着弧腔长度方向平行间隔分布的多条引出缝；其中，每条引出缝分别引出离子形成带状离子束。
21、在一个实施例中，所述磁场结构包括：永磁体，螺线管线圈，或者永磁体和螺线管线圈组合体；
22、其中，所述永磁体在弧腔产生固定磁环结构的磁场，所述螺线管线圈在弧腔产生大小可调的磁场。
23、上述引出带状离子束的离子源，设计了长方体结构的弧腔以及磁场结构，在弧腔的一侧面上设置微波窗和进气口，并在相对侧面上设置带状引出极，通过磁场结构在弧腔内产生设定磁场强度且沿着弧腔长度方向平行延伸的共振面，在强磁场和微波能量作用下达到电子回旋共振状态产生等离子体，通过引出极从弧腔内引出带状离子束；该技术方案，采用了长方体基本结构，并基于电子回旋共振产生等离子体，并在更大的侧面长宽度上引出大宽度的带状离子束，解决了当前离子源的状离子束流宽度受限，可以满足未来离子注入机对于带状离子束更大的宽度需求。
24、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种引出带状离子束的离子源，其特征在于，包括：长方体结构的弧腔以及设于弧腔外部的磁场结构；
2.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述第五磁场单元包括分别设置在微波窗两侧的A磁铁和B磁铁；其中，所述A磁铁和B磁铁以微波窗为中心对称设计，并且分别沿着弧腔长度方向平行延伸分布。
3.根据权利要求2所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述弧腔的第一侧面上间隔设置多组微波窗和进气口；
4.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述弧腔的第一侧面上间隔设置多组微波窗和进气口；
5.根据权利要求4所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，在所述弧腔内部每组微波窗和进气口对应空间通过微波隔板分隔成多个腔室；
6.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述引出极包括设于第二侧面上的网状结构；其中，所述网状结构上设计有分布式的网孔，从每个网孔引出离子形成带状离子束。
7.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述引出极包括设于第二侧面上且沿着
8.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述磁场结构包括：永磁体；
9.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述磁场结构包括：螺线管线圈；
10.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述磁场结构包括：永磁体和螺线管线圈组合体；
...【技术特征摘要】
1.一种引出带状离子束的离子源，其特征在于，包括：长方体结构的弧腔以及设于弧腔外部的磁场结构；
2.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述第五磁场单元包括分别设置在微波窗两侧的a磁铁和b磁铁；其中，所述a磁铁和b磁铁以微波窗为中心对称设计，并且分别沿着弧腔长度方向平行延伸分布。
3.根据权利要求2所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述弧腔的第一侧面上间隔设置多组微波窗和进气口；
4.根据权利要求1所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，所述弧腔的第一侧面上间隔设置多组微波窗和进气口；
5.根据权利要求4所述的引出带状离子束的离子源，其特征在于，在所述弧腔内部每组微波窗和进气口对应空间通过微波隔板分隔成多个腔室；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱昆，颜学庆，蔡实现，黄维，
申请(专利权)人：广东省新兴激光等离子体技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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