[发明专利]离子源

权利要求书

1.一种离子源，包括：

至少一个电子枪，所述电子枪包括：

电子源，用于生成电子束；

入口，用于接收气体；

等离子体区域，至少由阳极和接地元件限定，所述等离子体区域适合于从经由所述入口接收的所述气体形成等离子体，其中，所述等离子体由所述电子束的至少一部分来维持；以及

出口，用于输送以下至少之一：（i）由所述等离子体生成的离子或（ii）所述电子束的至少一部分。

2.如权利要求1所述的离子源，进一步包括控制电路，用于调整所述阳极的电压以基本上关断所述等离子体区域中的所述等离子体，其中，所述出口被配置为输送所述电子束的所述至少一部分而无所述离子。

3.如权利要求1所述的离子源，其中，所述接地元件包括至少一个透镜，用于在所述电子束经由所述出口离开所述至少一个电子枪之前对所述电子束的所述至少一部分进行减速。

4.如权利要求1所述的离子源，其中，所述至少一个电子枪的所述入口和所述出口包括单个孔。

5.如权利要求4所述的离子源，进一步包括电离室，所述电离室具有沿着纵轴布置的两个端，其中，所述两个端之一被耦合到所述至少一个电子枪的所述孔用来（i）将所述气体从所述电离室供应到所述电子枪以及（ii）接收从所述电子枪到所述电离室的所述离子或所述电子束的所述至少一部分中的至少之一。

6.如权利要求5所述的离子源，进一步包括第二电子枪，所述第二电子枪大致类似于所述至少一个电子枪，其中，每个电子枪被定位于所述电离室的所述两个端之一，用来向所述电离室输送所述离子或所述电子束中至少之一。

7.如权利要求5所述的离子源，进一步包括位于所述电离室的排出孔处的至少一个提取电极，用于从所述电离室提取离子。

8.如权利要求7所述的离子源，其中，所述电离室或所述至少一个提取电极、或其组合，是由石墨制成的。

9.如权利要求7所述的离子源，进一步包括四个提取电极，其中，至少两个所述提取电极是相对于所述电离室可移动的。

10.如权利要求1所述的离子源，其中，所述电子源包括：（i）灯丝和（ii）阴极，所述阴极通过由所述灯丝热离子发射的电流间接加热以生成所述电子束。

11.如权利要求10所述的离子源，进一步包括第一闭环控制电路，用于调整所述灯丝两端的电压以保持所述灯丝到所述阴极的发射电流处于参考电流值或接近参考电流值。

12.如权利要求10所述的离子源，进一步包括第二闭环控制电路，用于调整在所述灯丝和所述阴极之间的电势以保持所述阳极的电流处于参考电流值或接近参考电流值。

13.一种离子源，包括：

电离室，所述电离室包括：i）沿着延伸经过所述电离室的纵轴位于两个相对端处的两个内部孔以及ii）沿着所述电离室的侧壁用于从所述电离室提取离子的排出孔；以及

两个电子枪，各自相对于所述两个内部孔之一而定位，每个电子枪包括：

电子源，用于生成电子束；

入口，用于从所述电离室接收气体；和

等离子体区域，用于从所述气体生成等离子体，所述等离子体区域由所述电子束的至少一部分来维持；

其中，每个电子枪向所述电离室输送以下至少之一：（i）由对应的电子枪的所述等离子体所形成的离子或（ii）由对应的电子枪生成的所述电子束的至少一部分。

14.如权利要求13所述的离子源，进一步包括沿着所述电离室的侧壁的多个气体入口，用于输送气体进入所述电离室，用来通过由所述电子枪的每一个供应的所述电子束的所述至少一部分的电离。

15.一种用于操作离子源的方法，所述方法包括：

通过电子枪的电子源来生成电子束；

在所述电子枪的入口处接收气体；

在所述电子枪的等离子体区域中从所述气体和所述电子束形成等离子体；以及

经由所述电子枪的出口向电离室提供以下至少之一：（i）由所述等离子体形成的离子或（ii）所述电子束的至少一部分。