[发明专利]离子源

说明书

技术领域

本发明涉及通过激光的照射而产生离子的离子源。

背景技术

通常，作为在离子源中产生离子的方法，例如已知有通过在气体中引发放电来得到离子的方法。在该情况下，为了引发放电，能够利用微波或者电子束。

另一方面，存在使用激光产生离子的技术（例如参照专利文献1以及专利文献2）。在这样使用激光来产生离子的离子源（以下记为激光离子源）中，将激光会聚照射至配置在真空容器内的靶材，利用激光的能量使靶材所含的元素蒸发（烧蚀）、离子化从而生成等离子体，将等离子体中所含的离子以等离子体的状态输送，并在引出时进行加速，由此能够制作出离子束。

根据这种激光离子源，能够通过朝固体靶材照射激光来产生离子，有利于产生多价离子。

在激光离子源中产生的离子具有与固体靶材的被激光照射的面垂直的方向的初速度。因此，能够通过将与离子的产生部相同电位的输送管延伸到离子的输送方向上的下游而输送离子。

另外，在激光离子源中产生的离子被输送至与激光离子源连接的下游侧的设备（例如直线加速器等）。

然而，为了使激光离子源中的离子产生条件稳定，需要使靶材上的激光所照射的点（以下记为照射点）处的面的粗糙度、到聚光透镜的距离等状态始终相同。

然而，在激光所会聚照射的靶材上，通过因激光会聚照射而产生的烧蚀，能够产生凹痕。即，在对已经照射过激光的点进一步照射激光的情况下，照射点的状态不同，因此难以进行稳定的离子生成。

因此，在激光离子源中，在对靶材照射激光时，为了避开靶材上的已被激光照射过的点，需要使靶材移动。

此外，在对靶材的所有面照射了激光的情况下（即靶材已被全面使用后的情况下），需要更换配置在真空容器内的靶材。

专利文献1：日本特许第3713524号公报

专利文献2：日本特开2009－037764号公报

在上述的激光离子源中，为了更换配置在真空容器内的靶材，必须临时解除真空。在该情况下，与激光离子源连接的下游侧的设备的真空条件也被破坏，直到再次形成高真空状态，需要较多的时间。因此，激光离子源的维护时间变长，并不实用。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种无需解除与离子源连接的下游侧设备的真空就能够更换靶材的离子源。

根据本发明的一个实施方式的离子源，该离子源与连接于上述离子源的被排气成真空的下游侧的设备连接，其中，上述离子源具备：真空容器，被排气成真空；靶材，配置在上述真空容器内，通过激光的照射而产生离子；输送机构，将由上述靶材产生的离子朝上述下游侧的设备输送；以及真空密封机构，在更换配置于上述真空容器内的靶材之前，密封上述输送机构，以将上述真空容器侧和上述下游侧的设备侧的真空分离。

发明效果

根据本发明，能够提供一种无需解除与离子源连接的被排气成真空的下游侧设备的真空就能够更换靶材的离子源。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

图2是示出本发明的第二实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

图3是示出本发明的第三实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

图4是示出本发明的第四实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

图5是示出本发明的第五实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

图6是示出本发明的第六实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

图7是示出本发明的第七实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

图8是示出本发明的第八实施方式所涉及的离子源的结构的剖视图。

标号说明

10：真空容器；11：涡轮分子泵；12：回转泵；13：靶材；14：等离子体；15：步进马达；16：电缆；17：输送管；18：小孔；19：中间电极；20：加速电极；21：凸缘；22：配线；23：陶瓷导管；24：真空密封用盘；25：致动器；26：电缆；27：引导件；28：弹性体；29：直线导入机；30：真空密封用盘；31：旋转导入机；32：孔部；33：旋转导入机；34：盖；35：闸阀；36：真空腔；37：真空泵；38：阀；39：引导件；40：靶材保持器；41：致动器；42：真空腔；43：真空泵；44：阀；45：靶材保持器；46：弹性体；47：致动器；48：孔部；49：致动器；50：RFQ。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

（第一实施方式）