一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置，包括有外真空室以及密封安装在外真空室上的射频离子源盖板，在外真空室内部密封安装有跑道型罩体，跑道型罩体与外真空室之间为天线真空室，跑道型罩体内部为等离子体真空室，在等离子体真空室内部设有法拉第屏蔽筒，天线缠绕在跑道型罩体外部，通过阀门和管道将天线真空室和等离子体真空室连通，外真空室的底部通过下法兰固定在过渡法兰上。本实用新型专利技术采用跑道型结构可以很大程度上增加等离子体放电室的体积提高等离子体引出面积约0.14平方米是传统射频离子源引出面积的两倍，从而实现单个射频离子源就能满足较大面积束流引出需求。

A Radio Frequency Ion Source Device with Double Vacuum Chamber Runway External Antenna

The utility model discloses a dual vacuum chamber runway type external antenna radio frequency ion source device, which comprises an external vacuum chamber and a radio frequency ion source cover plate sealed and installed on the external vacuum chamber, a runway type cover body is sealed and installed inside the external vacuum chamber, an antenna vacuum chamber between the runway type cover body and the external vacuum chamber, and a plasma vacuum chamber inside the runway type cover body. The interior of the chamber is equipped with a Faraday shielding barrel. The antenna is wound around the outer part of the runway cover. The vacuum chamber of the antenna is connected with the plasma vacuum chamber through valves and pipes. The bottom of the vacuum chamber is fixed on the transition flange through the lower flange. The runway structure of the utility model can greatly increase the volume of the plasma discharge chamber and the plasma extraction area is about 0.14 square meters, which is twice the extraction area of the traditional radio frequency ion source, thus realizing that a single radio frequency ion source can meet the needs of large area beam extraction.

【技术实现步骤摘要】
一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置
本技术涉及射频离子源
，尤其涉及一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置。
技术介绍
离子源是使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置。射频离子源通过天线将射频功率感应耦合到等离子体中去，根据天线在离子源的放置位置，分为外置天线型和内置天线型两种类型。外置天线型射频离子源结构相对于内置天线型而言结构较为复杂，但效率比内置天线型高，且外置天线型放电室放电启动较容易。但目前国内绝大多数外置天线型射频离子源存在线圈暴露在大气环境中绝缘性差，很难在较高功率上运行。且存在石英或者陶瓷做成的绝缘筒内外压差大抽真空时容易破碎的缺点。目前国内外置天线型射频离子源均采用直径较小（直径小于0.3米）圆形等离子体发生器，束流引出面积小于0.07平方米，在需要较大束流引出的装置上需多台射频离子源，射频离子源个数越多匹配和调试越困难。为消除这些缺点需对外置天线型射频离子源进行改进。
技术实现思路
本技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置。本技术是通过以下技术方案实现的：一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置，包括有外真空室以及密封安装在外真空室上的射频离子源盖板，在外真空室内部密封安装有跑道型罩体，跑道型罩体与外真空室之间为天线真空室，跑道型罩体内部为等离子体真空室，在等离子体真空室内部设有法拉第屏蔽筒，天线缠绕在跑道型罩体外部，通过阀门和管道将天线真空室和等离子体真空室连通，外真空室的底部通过下法兰固定在过渡法兰上。所述的跑道型罩体为石英罩体。所述的射频离子源盖板是通过氟橡胶密封圈一和M6内六角螺栓一固定在外真空室上的。所述的跑道型罩体是通过上下两个端面的氟橡胶密封圈实二实现真空密封的。所述的下法兰是通过氟橡胶密封圈三和M6内六角螺栓二固定到过渡法兰上的。射频离子源能实现双真空结构，射频离子源的天线可以处于真空环境内，石英玻璃或者陶瓷绝缘材料内外都处于真空环境中，采用跑道型结构可以很大程度上增加等离子体引出面积。通过在不锈钢外真空室内通过石英玻璃或者陶瓷绝缘材料和氟橡胶密封结构实现双真空结构。射频离子源的天线可以处于真空环境内，从而有效提高天线的绝缘性使得射频离子源可以在更高的功率上运行。石英玻璃或者陶瓷绝缘材料内外都处于真空环境中内外压差小使得石英玻璃或者陶瓷绝缘材料不容易破裂。跑道型结构可以很大程度上增加等离子体放电室的体积提高等离子体引出面积，引出面尺寸为半径224mm，直线段390mm的跑道型结构引出面积约0.14平方米是传统射频离子源引出面积的两倍，从而实现单个射频离子源就能满足较大面积束流引出需求。整个射频离子源外真空室采用304不锈钢结构起到主体支撑作用。内部真空室由跑道型石英罩和上下两个端面的氟橡胶密封圈实现真空密封。通过阀门将两个真空室（天线真空室和等离子体真空室）连接，工作时打开阀门对两个真空室进行抽真空。由于等离子体真空室工作过程中需要进氢气或者氘气会影响真空度，因此达到一定的真空度之后关闭阀门。使得天线真空室和等离子体真空室形成两个独立的真空环境互不影响。天线处于真空环境中提高了天线的绝缘性能，同时石英罩两边都是真空环境压差基本一致不会因压差过大造成石英罩破碎的现象。本技术的优点是：本技术射频离子源天线处于真空环境中提高了天线的绝缘性能，同时石英罩两边都是真空环境压差基本一致不会因压差过大造成石英罩破碎的现象。采用跑道型结构可以很大程度上增加等离子体放电室的体积提高等离子体引出面积约0.14平方米是传统射频离子源引出面积的两倍，从而实现单个射频离子源就能满足较大面积束流引出需求。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1的局部放大图。具体实施方式如图1、2所示，一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置，包括有外真空室4以及密封安装在外真空室4上的射频离子源盖板2，在外真空室4内部密封安装有跑道型罩体6，跑道型罩体6与外真空室4之间为天线真空室10，跑道型罩体6内部为等离子体真空室11，在等离子体真空室11内部设有法拉第屏蔽筒14，天线5缠绕在跑道型罩体6外部，通过阀门1和管道将天线真空室10和等离子体真空室11连通，外真空室4的底部通过下法兰8固定在过渡法兰9上。所述的跑道型罩体6为石英罩体。所述的射频离子源盖板2是通过氟橡胶密封圈一13和M6内六角螺栓一3固定在外真空室4上的。所述的跑道型罩体6是通过上、下两个端面的氟橡胶密封圈实二7、12实现真空密封的。所述的下法兰8是通过氟橡胶密封圈三15和M6内六角螺栓二16固定到过渡法兰9上的。工作时打开阀门1对天线真空室10和等离子体真空室11进行抽真空，等天线真空室10达到需要的真空度时关闭阀门1。天线5缠绕在石英罩6上，由于天线工作在真空环境中，从而有效提高天线的绝缘性使得射频离子源可以在更高的功率上运行。由于采用双真空结构，石英罩内外都处于真空环境中内外压差小使得石英罩不容易破裂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置，其特征在于：包括有外真空室以及密封安装在外真空室上的射频离子源盖板，在外真空室内部密封安装有跑道型罩体，跑道型罩体与外真空室之间为天线真空室，跑道型罩体内部为等离子体真空室，在等离子体真空室内部设有法拉第屏蔽筒，天线缠绕在跑道型罩体外部，通过阀门和管道将天线真空室和等离子体真空室连通，外真空室的底部通过下法兰固定在过渡法兰上。

【技术特征摘要】
1.一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置，其特征在于：包括有外真空室以及密封安装在外真空室上的射频离子源盖板，在外真空室内部密封安装有跑道型罩体，跑道型罩体与外真空室之间为天线真空室，跑道型罩体内部为等离子体真空室，在等离子体真空室内部设有法拉第屏蔽筒，天线缠绕在跑道型罩体外部，通过阀门和管道将天线真空室和等离子体真空室连通，外真空室的底部通过下法兰固定在过渡法兰上。2.根据权利要求1所述的一种双真空室跑道型外置天线射频离子源装置，其特征在于：所述的跑道型...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢亚红，顾玉明，胡纯栋，谢远来，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：新型
国别省市：安徽,34