【技术实现步骤摘要】
本技术属于离子源，具体涉及一种非电极加热型等离子源。
技术介绍
1、气体放电、电子束对气体原子(或分子)的碰撞，带电粒子束使工作物质溅射以及表面电离过程都能产生离子，并被引出成束。根据不同的使用条件和用途，已研制出多种类型的离子源。使用较广泛的有弧放电离子源、pig离子源、双等离子体离子源和双彭源这些源都是以气体放电过程为基础的。
2、目前，常规的等离子源包括具有进口和出口的放电室、阳极、阴极、磁性部件、以及供气部件，其中磁性部件在放电室内形成磁场，供气部件用于向放电室内提供工作气体(氩气)和反应气体(如氧气)，阳极与放电室的室壁连接，阴极为设置在放电室内的灯丝，工作时，灯丝通电加热后产生热电子,并在磁场的作用下运动并轰击工作气体或反应气体的原子，使其离化，且最终在磁场的引导下形成离子束流自放电室的出口射出。
3、然而，在实际工作过程中，离子源的放电电流通过上述阴、阳极所构成的回路，因此，灯丝的加热电极需要承受过大的电流，容易导致加热电极过热损坏，使用寿命低，存在离子源工作安全隐患。
技术实现思路
1、本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的非电极加热型等离子源。
2、为解决上述技术问题，本技术采取的技术方案如下：
3、一种非电极加热型等离子源，其包括具有进口和出口的放电室、电子发射部件、磁性部件以及供气部件，其中供气部件与进口相连通，放电室包括室壁、连接在室壁顶部并形成出口的上电极板、连接在室壁底部并形成进口的下
4、根据本技术的一个具体实施和优选方面，供气部件包括与进口相连通的充气管道；放电室的内腔形成有与进口相连通的导流通道，其中导流通道自进口向出口方向延伸，电子发射件设置在导流通道内。在此，通过导流通道对气体的流动进行约束，从而有效提高电子轰击气体原子产生的离化效果。
5、优选地，导流通道包括内通道、套设在内通道外的外通道，其中外通道的高度高于内通道，电子发射件中空设置并抵触在内通道的上端与外通道的上端之间，且电子发射件的上端部和外通道的上端部形成相连通的通气孔，气体通过通气孔进入放电室的内腔后自出口流出。在此，结构简单、稳定，便于组装。
6、优选地，导流通道和电子发射件均呈柱状，且进口、出口、导流通道以及电子发射件的中心线重合设置。
7、具体的，通气孔的孔径为d1，导流通道的内径为d2，其中0.15d2≤d1≤0.25d2。在此，通过设置小孔径的通气孔，以降低气体流出导流通道的流速，从而保证电子与气体原子间充分发生碰撞。
8、根据本技术的又一个具体实施和优选方面，加热件包括导热模块、加热板、加热电源，其中导热模块包覆在导流通道的外周，加热板绝缘连接在下电极板上，且加热板一端部外露与加热电源连接、另一端部向上伸入放电室的内腔并与导热模块相连接。
9、优选地，导热模块包括中部形成插接通道的模块本体、连接在模块本体上并位于插接通道相对两侧的连接部，其中加热板分别与两侧的连接部相连接，导流通道插设在插接通道内。在此，模块本体两侧同步加热，从而提升加热效率，且确保导热均匀。
10、优选地，导热模块和导流通道的材质均采用石墨；和/或，电子发射件为六硼化镧、钽、钼中的任一种。在一些具体实施方式中，电子发射件采用六硼化镧(lab6)，通过调整加热的功率，调节lab6的温度，实现发射电子数量的连续可调。可以在最大范围内调节最终离子的强度，且能够实现的最大工作电流达100a及以上；而且相较于普通的灯丝，使用寿命长，不用频繁拆卸更换灯丝。
11、根据本技术的又一个具体实施和优选方面，室壁与上电极板之间连接有绝缘陶瓷；室壁和下电极板之间连接有密封环并构成电流回路。在此，防止短路，提高设备的安全性。
12、此外，磁性部件采用电磁铁线圈。所产生的磁场是连续可调的，以便于调节离子源到一个最佳的工作状态。
13、由于以上技术方案的实施，本技术与现有技术相比具有如下优点：
14、现有的离子源存在加热电极容易过热损坏、使用寿命低的缺陷，因此，存在离子源工作安全隐患；而本技术通过对等离子源进行整体设计、以巧妙地解决了现有结构的各种不足。采取该等离子源后，气体进入放电室放电形成的放电电流通过上下电极板以及放电室内腔所构成的电流回路中，且电子发射件通过加热件加热时，与该电流回路绝缘，因此，与现有技术相比，本技术通过设置独立的放电电流回路，避免放电电流对加热件造成大的负荷，从而有效降低加热件损坏的概率，延长使用寿命，并提高离子源工作的安全性。
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1.一种非电极加热型等离子源，其包括具有进口和出口的放电室、电子发射部件、磁性部件以及供气部件，其中所述供气部件与所述进口相连通，其特征在于：所述放电室包括室壁、连接在所述室壁顶部并形成所述出口的上电极板、连接在所述室壁底部并形成所述进口的下电极板，且所述室壁与所述上电极板和/或所述下电极板构成放电电流回路；所述电子发射部件与所述放电电流回路绝缘设置，且所述电子发射部件包括能够受热发射电子的电子发射件、与所述电子发射件相连接的加热件，其中所述电子发射件设置在所述放电室内并位于气体的流动路径上。
2.根据权利要求1所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述供气部件包括与所述进口相连通的充气管道；所述放电室的内腔形成有与所述进口相连通的导流通道，其中所述导流通道自所述进口向所述出口方向延伸，所述电子发射件设置在所述导流通道内。
3.根据权利要求2所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述导流通道包括内通道、套设在所述内通道外的外通道，其中所述外通道的高度高于所述内通道，所述电子发射件中空设置并抵触在所述内通道的上端与所述外通道的上端之间，且所述电子发射件的
4.根据权利要求3所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述导流通道和所述电子发射件均呈柱状，且所述进口、出口、导流通道以及电子发射件的中心线重合设置。
5.根据权利要求4所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述通气孔的孔径为d1，所述导流通道的内径为d2，其中0.15d2≤d1≤0.25d2。
6.根据权利要求2所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述加热件包括导热模块、加热板、加热电源，其中所述导热模块包覆在所述导流通道的外周，所述加热板绝缘连接在所述下电极板上，且所述加热板一端部外露与所述加热电源连接、另一端部向上伸入所述放电室的内腔并与所述导热模块相连接。
7.根据权利要求6所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述导热模块包括中部形成插接通道的模块本体、连接在所述模块本体上并位于所述插接通道相对两侧的连接部，其中所述加热板分别与两侧的连接部相连接，所述导流通道插设在所述插接通道内。
8.根据权利要求6或7所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述导热模块和导流通道的材质均采用石墨；和/或，所述电子发射件为六硼化镧、钽、钼中的任一种。
9.根据权利要求1所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述室壁与所述上电极板之间连接有绝缘陶瓷；所述室壁和所述下电极板之间连接有密封环并构成电流回路。
10.根据权利要求1所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述磁性部件采用电磁铁线圈。
...【技术特征摘要】
1.一种非电极加热型等离子源，其包括具有进口和出口的放电室、电子发射部件、磁性部件以及供气部件，其中所述供气部件与所述进口相连通，其特征在于：所述放电室包括室壁、连接在所述室壁顶部并形成所述出口的上电极板、连接在所述室壁底部并形成所述进口的下电极板，且所述室壁与所述上电极板和/或所述下电极板构成放电电流回路；所述电子发射部件与所述放电电流回路绝缘设置，且所述电子发射部件包括能够受热发射电子的电子发射件、与所述电子发射件相连接的加热件，其中所述电子发射件设置在所述放电室内并位于气体的流动路径上。
2.根据权利要求1所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述供气部件包括与所述进口相连通的充气管道；所述放电室的内腔形成有与所述进口相连通的导流通道，其中所述导流通道自所述进口向所述出口方向延伸，所述电子发射件设置在所述导流通道内。
3.根据权利要求2所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述导流通道包括内通道、套设在所述内通道外的外通道，其中所述外通道的高度高于所述内通道，所述电子发射件中空设置并抵触在所述内通道的上端与所述外通道的上端之间，且所述电子发射件的上端部和所述外通道的上端部形成相连通的通气孔，气体通过所述通气孔进入所述放电室的内腔后自所述出口流出。
4.根据权利要求3所述的非电极加热型等离子源，其特征在于：所述导流通道和所述电子发射件均呈...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪同群，谢圣鸣，
申请(专利权)人：苏州瓴辉光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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