[发明专利]一种提高ECR离子源中氢分子离子比例系统及其方法

摘要

本发明公开了一种提高ECR离子源中氢分子离子比例系统及其方法。本发明采用放电室内衬套装在放电室内，放电室内衬的材料采用高复合系数材料，其中钽材料为首次在该类型的离子源中作为内衬使用来提高H2+离子比例；通过进气口向放电室中通入纯氢气；微波系统将微波通过微波窗传输至放电室内；磁体提供轴向共振场；微波与放电室中的氢气作用产生等离子体，同时，氢原子在放电室内衬的高复合系数材料表面发生复合作用，形成大量氢分子，使得放电室内的氢分子含量升高，等离子体中氢原子含量减少，从而使得H+比例降低，H2+离子比例升高；H2+离子流强可以达到40mA，H2+离子的比例可以达到50％；系统运行的稳定性高，寿命长。

主权项

1.一种提高氢分子离子比例的电子回旋共振离子源系统，其特征在于，所述电子回旋共振离子源系统包括：微波系统、进气口、微波窗、放电室、磁体、放电室内衬、等离子体电极、束流引出系统和水冷循环部件；其中，所述放电室的内部为真空密封的圆柱形的腔体；在放电室的侧壁上设置有水冷循环部件；在放电室的前端设置微波窗口；所述微波系统通过微波窗口连接放电室；在放电室的外壁上设置磁体；在放电室的侧壁上设置进气口；在放电室的尾部设置等离子体电极；等离子体电极的中间形成引出口；放电室的尾部对接束流引出系统；放电室内衬套装在放电室内，放电室内衬的外径等于放电室的内径，放电室内衬的材料采用高复合系数材料；通过进气口向放电室中通入纯氢气；微波系统将微波通过微波窗传输至放电室内；磁体提供轴向共振场；微波与放电室中的氢气作用产生等离子体，同时，氢原子在放电室内衬的高复合系数材料表面发生复合作用H+H+w→H2，形成大量氢分子，使得放电室内的氢分子含量升高，等离子体中氢原子含量减少，从而使得H+比例降低，H2+离子比例升高；等离子体在产生后，在等离子体电极上加高压，通过束流引出系统引出形成H2+离子束流，其中w为放电室内衬的高复合系数材料；所述放电室内衬的高复合系数材料采用钽、钼、不锈钢或者铜。