【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粒子加速器，具体涉及一种电子回旋共振离子源的调制盘装置及脉冲离子束波形调制方法。
技术介绍
1、电子回旋共振(electron cyclotron resonance，缩写为ecr)离子源因其提供的离子种类丰富、电荷态分布广泛以及引出离子束流流强高而被大量应用在离子加速器上。
2、电子回旋共振离子源的等离子体弧腔内通常配置有调制盘，能承接脉冲电压，利用电压调节电子回旋共振离子源等离子体状态，以达到调节脉冲离子束波形的目的。
3、然而，当调制盘加载电压工作时，电势差会吸引带电粒子轰击在调制盘上，因此调制盘容易产生高温，处于高温下的调制盘不仅无法长期稳定工作，而且由于高温聚集，还会导致调制盘熔毁，最终造成电子回旋共振离子源产生的脉冲离子束无法调制。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种电子回旋共振离子源的调制盘装置及脉冲离子束波形调制方法，用于解决目前电子回旋共振离子源的调制盘容易产生高温，不仅无法长期稳定工作，而且还会导致调制盘熔毁，最终造成电子回旋共振离子源产生的脉冲离子束无法调制。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术公开了一种电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，包括电子回旋共振离子源，所述电子回旋共振离子源配置有等离子体弧腔，所述等离子体弧腔配置有高压直流电源，
4、还包括调制盘、调制盘装置和微波机，所述调制盘装置包括法兰盘、支撑金属盘和
5、其中，所述微波机，用于产生微波脉冲；
6、所述高压直流电源，用于为等离子体弧腔提供高压；
7、所述操控端用于对接脉冲电压，以调制波形；
8、等离子体弧腔内流动的离子束在脉冲微波的作用下变成脉冲离子束，脉冲离子束轰击所述调制盘的过程中，高压和脉冲电压分别通过所述支撑金属盘和所述脉冲电压传导件传导至所述调制盘，并在所述调制盘上相互作用，调制出脉冲离子束波形。
9、进一步地，所述法兰盘上设置有进气口。
10、进一步地，还包括第一脉冲电源和第二脉冲电源，所述第一脉冲电源和所述第二脉冲电源的脉冲电压输出端分别与调制盘装置的所述脉冲电压传导件的操控端相接。
11、进一步地，还包括脉冲信号发生器，所述脉冲信号发生器分别与第一脉冲电源和第二脉冲电源相连；所述脉冲信号发生器与所述微波机相连。
12、进一步地，所述脉冲电压传导件与所述法兰盘之间设置有绝缘陶瓷筒；所述脉冲电压传导件与所述支撑金属盘之间设置有绝缘套筒；
13、进一步地，所述绝缘陶瓷筒远离法兰盘的一端与法兰盘之间设置有绝缘陶瓷固定架，所述绝缘陶瓷固定架由若干根相互平行的绝缘陶瓷杆围成环形组成，每根绝缘陶瓷杆的两端分别固定在所述法兰盘和所述绝缘陶瓷筒上。
14、为了给调制盘冷却降温，所述脉冲电压传导件为双层水管，所述双层水管包括内管与外管，且外管套在内管的外侧，两者之间形成环形通道；所述操控端的外端设置有冷却水进口接头，且所述冷却水进口接头与所述双层水管的内管相连通；所述操控端上设置有冷却水出口接头，且冷却水出口接头与所述双层水管的环形通道相连通；穿过所述支撑金属盘并伸入至所述调制盘内的所述双层水管的末端处的内管与环形通道相连通；通过冷却水进口接头输入冷却水，冷却水通过所述双层水管的内管流至所述双层水管的末端，一边从所述双层水管的末端处的内管流到环形通道，一边吸收调制盘上集聚的热量，为调制盘冷却降温；完成冷却降温后的冷却水通过所述双层水管的环形通道流至所述操控端，最后从所述冷却水出口接头流出。
15、进一步地，所述双层水管包括第一双层水管和第二双层水管，所述第一双层水管和所述第二双层水管为金属材质的双层管；所述第一双层水管穿过所述法兰盘，且外端伸出所述法兰盘形成操控端；所述第二双层水管的外管末端穿过所述支撑金属盘并伸入至所述调制盘内，且与调制盘电连接；所述第一双层水管末端的内管伸出外管，与所述第二双层水管前端的内管对接，所述第二双层水管前端的外管伸长且其端口设置在所述第一双层水管末端的外管上，以使两者的环形通道相连通。
16、进一步地，所述绝缘套筒的外壁固定在支撑金属盘的内圈上，第二双层水管的外管穿过绝缘套筒，直至伸入至所述调制盘内；第二双层水管与支撑金属盘之间通过所述绝缘套筒隔开；所述第二双层水管的末端处的内管与环形通道在所述绝缘套筒处相连通。
17、第二方面，本专利技术还公开了一种电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制方法，包括
18、步骤1：设置上述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置；
19、步骤2：向等离子体弧腔输入高压，通过进气口向等离子体弧腔中通入中性气体；
20、步骤3：通过微波接口向等离子体弧腔中输入微波脉冲；
21、步骤4：微波脉冲进入等离子体弧腔，微波脉冲在等离子体弧腔放电，使气体原子失去电子变成离子，离子与周围的其它粒子混合形成等离子体，等离子体从等离子体弧腔引出，变成脉冲离子束；
22、步骤5：维持等离子体弧腔的高压不变，通过操控端向调制盘输入第一低压电压脉冲和第二低压电压脉冲，产生耦合电场，影响等离子体扩散，进而调制脉冲离子束波形；
23、步骤6：观察脉冲离子束的波形是否为需要的脉冲离子束的波形；
24、步骤7：重复所述步骤3至所述步骤6，直至获得需要的脉冲离子束的波形。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
26、(一)本专利技术设计了一种调制盘装置，包括法兰盘、支撑金属盘和双层水管，其中，双层水管不仅能导件传导脉冲电压，还能为调制盘冷却降温。双层水管穿过法兰盘，且前端伸出法兰盘形成操控端，末端穿过支撑金属盘并伸入至调制盘内；通过冷却水进口接头输入冷却水，冷却水通过双层水管的内管流至双层水管的末端，一边从双层水管的末端处的内管流到环形通道，一边吸收调制盘上集聚的热量，为调制盘冷却降温；完成冷却降温后的冷却水通过双层水管的环形通道流至操控端，最后从冷却水出口接头流出，由此通过双层水管管道实现了在等离子体弧腔外面操控，为等离子体弧腔内的调制盘冷却降温实施冷却，解决了等离子体弧腔内的调制盘产生高温并且长期处于高温的难题。
27、(二)本专利技术提供一种电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，并根据该脉冲离子束波形调制装置设计了一种脉冲离子束波形调制方法，实现了对脉冲离子束波形的调制，填补了脉冲离子束目前无法实现波形调制的空白，将使得脉冲离子束流波形能够满足更多的需求场景。利用微波本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，包括电子回旋共振离子源，所述电子回旋共振离子源配置有等离子体弧腔(10)，所述等离子体弧腔(10)配置有高压直流电源，其特征在于，还包括调制盘(20)、调制盘装置和微波机，
2.根据权利要求1所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，所述法兰盘(21)上设置有进气口(31)。
3.根据权利要求2所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，还包括第一脉冲电源和第二脉冲电源，
4.根据权利要求3所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，还包括脉冲信号发生器，
5.根据权利要求4所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，所述脉冲电压传导件与所述法兰盘(21)之间设置有绝缘陶瓷筒(25)；
6.根据权利要求5所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，所述绝缘陶瓷筒(25)远离法兰盘(21)的一端与法兰盘(21)之间设置有绝缘陶瓷固定架(26)，所述绝缘陶瓷固定架(26)由若干根相互
7.根据权利要求6所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，所述脉冲电压传导件为双层水管，所述双层水管包括内管与外管，且外管套在内管的外侧，两者之间形成环形通道；
8.根据权利要求7所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，所述双层水管包括第一双层水管(231)和第二双层水管(232)，所述第一双层水管(231)和所述第二双层水管(232)为金属材质的双层管；
9.根据权利要求8所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，
10.一种电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制方法，其特征在于，包括
...【技术特征摘要】
1.一种电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，包括电子回旋共振离子源，所述电子回旋共振离子源配置有等离子体弧腔(10)，所述等离子体弧腔(10)配置有高压直流电源，其特征在于，还包括调制盘(20)、调制盘装置和微波机，
2.根据权利要求1所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，所述法兰盘(21)上设置有进气口(31)。
3.根据权利要求2所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，还包括第一脉冲电源和第二脉冲电源，
4.根据权利要求3所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，还包括脉冲信号发生器，
5.根据权利要求4所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征在于，所述脉冲电压传导件与所述法兰盘(21)之间设置有绝缘陶瓷筒(25)；
6.根据权利要求5所述的电子回旋共振离子源的脉冲离子束波形调制装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李立轩，李吉波，孙良亭，卢旺，张雪珍，方兴，李立彬，钱程，赵红卫，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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