[发明专利]一种用于囚禁离子的小型真空装置和方法

权利要求书

1.一种用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，包含泵组接口、馈电法兰、石英窗口、真空腔体；

所述真空腔体包含顺序连接的第一腔体、第二腔体、第三腔体；

所述泵组接口，用于连接真空泵组；

所述馈电法兰位于所述真空腔体的两端，第一馈电法兰对安装于第一腔体内的电子枪进行馈电；电子枪产生的电子束经位于第二腔体内的离子阱进入第三腔体；第二馈电法兰对安装于第三腔体内的炉子馈电；

所述石英窗口位于第二腔体壁。

2.如权利要求1所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述电子枪包含阴极灯丝、阳极结构和支撑结构；所述阴极灯丝和阳极结构通过支撑结构固定连接，并衔接于第一馈电法兰；所述阳极结构具有中孔，用于电子束穿过阳极结构进入离子阱。

3.如权利要求2所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述离子阱包含柱电极和帽电极，帽电极中心开孔，使电子束能够进入到离子阱的中心；所述离子阱结构通过离子阱支撑结构和所述阳极结构固定连接且固定于第二腔体的内表面，离子阱横截面和阳极结构同心。

4.如权利要求3所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述帽电极横截面呈T字形，中心开孔的金属体伸入柱电极围成的腔内。

5.如权利要求1~4任意一项所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述炉子固定在第二馈电法兰，并带有测温电阻。

6.如权利要求2~4任意一项所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述阴极灯丝和阳极结构之间为负电压，绝对值不小于200V。

7.如权利要求2所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述阳极结构中空直径为4mm。

8.如权利要求3~4任意一项所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述帽电极的中心开孔直径为3mm。

9.如权利要求1所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，所述真空腔体的在真空度≤1E-8Pa。

10.一种囚禁离子产生方法，使用权利要求1~9任意一项所述的用于囚禁离子的小型真空装置，其特征在于，包含以下步骤：

使电子枪阴极灯丝产生的电子束中心对准离子阱的中心线；

通过炉子加热，控制温度得到合适的原子密度；

通过在离子阱柱电极上施加交变射频、帽电极施加静电场，使离子囚禁于离子阱中心。