[发明专利]一种新型阳极筒阵列的溅射离子泵

说明书

一种新型阳极筒阵列的溅射离子泵，其特征在于，包括壳体，壳体顶部设置有进气口，壳体的左右两侧分别安装有磁铁，阳极筒阵列绝缘地安装于壳体内部，且阳极筒阵列两侧分别设置有阴极板，高压电极与进气口固定装配，其正电位与阳极筒阵列相连，零电位分别与两个阴极板相连，阴极板与阳极筒阵列之间构成用于抽除气体的腔室，阳极筒阵列由多组阳极筒组成，距离进气口越近的阳极筒，半径越大，高度越低，阳极筒上下表面与阴极板之间的间隙越大，距离进气口越远的阳极筒，半径越小，高度越高，阳极筒上下表面与阴极板之间的间隙越小；本发明可以大幅度提高溅射离子泵中单位体积内的抽气速率，且在超高真空环境下也能保持较高抽速工作。

技术领域

本发明属于真空获得技术领域，具体涉及一种新型阳极筒阵列的溅射离子泵。

背景技术

溅射离子泵于20世纪五十年代被命名并提出了相应理论，通过潘宁放电原理维持抽气，进而获得超高真空环境。其特点为工作时零噪声、无振动、泵腔内不会产生油污染，结构简单牢固，使用寿命长，无需冷剂，工作压力范围宽，可以在1～10^-10Pa范围内工作，是一种清洁型真空泵。其工作过程分为两部分，首先为潘宁放电过程，泵腔内电子在电磁场作用下与气体分子碰撞，使气体分子电离。其次为气体捕集过程，产生的阳离子在电磁场作用下轰击阴极板，在阴极板处发生溅射现象，溅射出来的阴极材料原子与气体分子在阳极筒壁处发生反应，实现对气体的抽除。因此溅射离子泵也属于气体捕集式真空泵，主要应用于各类尖端科学领域，例如医疗器械，高能粒子加速器，微机电系统等。

现有的溅射离子泵在超高真空环境下工作时，都存在抽速较低的缺陷，而如今各类尖端领域需要溅射离子泵在超高真空环境下也能保持较高的抽速。因此亟需开发一种能在超高真空环境下保持高抽速的溅射离子泵。

发明内容

本发明针对现有的溅射离子泵在超高真空环境下的抽速较低的缺陷，提供了一种新型阳极筒阵列的溅射离子泵。通过改变距离进气口不同位置处的阳极筒的高度与半径，优化了离子泵内部结构的流导，提高了每个筒的抽气效率，实现了提高在超高真空环境下溅射离子泵的抽气速率的目的，技术方案如下：

一种新型阳极筒阵列的溅射离子泵，包括壳体、高压电极、阴极板和阳极筒阵列，所述壳体顶部设置有进气口，壳体的左右两侧分别安装有磁铁，所述阳极筒阵列绝缘地安装于壳体内部，且阳极筒阵列两侧分别设置有阴极板，所述高压电极与进气口固定装配，其正电位与阳极筒阵列相连，零电位分别与两个阴极板相连，阴极板与阳极筒阵列之间构成用于抽除气体的腔室，所述阳极筒阵列由多组阳极筒组成，距离进气口越近的阳极筒，半径越大，高度越低，阳极筒上下表面与阴极板之间的间隙越大，距离进气口越远的阳极筒，半径越小，高度越高，阳极筒上下表面与阴极板之间的间隙越小。

所述高压电极与外部直流电源相连，为离子泵提供3000V到7000V的高压，且电压可以调节。

优选的，所述阴极板为矩形平面板状结构，其材质主要为钛。

优选的，所述阴极板靠近阳极筒阵列一侧的表面镀有钽膜，所述钽膜的厚度为1微米到10微米。

优选的，所述壳体为矩形柱体结构，其材质主要为316不锈钢。

优选的，所述进气口为筒状管道结构，其材质主要为316不锈钢。

优选的，所述磁铁采用矩形柱体结构，其材质主要为铁氧体。

优选的，所述阳极筒的截面呈圆形或多边形。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：