一种表面触发结构及真空弧离子源

本技术涉及离子源，具体地涉及一种表面触发结构及真空弧离子源。

背景技术：

1、离子源是用于产生带电粒子的装置，主要可用于离子加速器、中子发生器等装置内部以提供离子束流。轴向三明治结构真空弧离子源的具有直径小的优点，适合小体积的应用。离子源的种类繁多，其中触发型真空弧离子源结构简单、能够产生低频、窄脉冲、强离子束流等优势备受人们的关注。触发型真空弧离子源工作在真空环境中，工作时有两个主要放电过程，首先是触发极和阴极之间发生表面触发放电，在表面触发放电提供的带电离子的作用下阴阳极之间发生强烈的电弧放电，所以触发放电过程对离子源的工作性能起决定性作用。传统的触发型真空弧离子源工作时，触发放电的稳定性差，整个离子源的工作不稳定，严重影响了对触发型真空弧离子源的推广应用。

技术实现思路

1、本实用新型实施例的目的是提供一种表面触发结构及真空弧离子源，解决了现有技术中真空弧离子源工作时，触发放电的稳定性差，整个离子源的工作不稳定的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种表面触发结构，所述触发结构包括：

3、触发极馈电杆；

4、触发极，套设于所述触发极馈电杆上；

5、触发绝缘体，套设于所述触发极馈电杆上，且设置于所述触发极的一面；

6、阴极环，套设于所述触发极馈电杆的外围，且所述阴极环的顶部内缘与所述触发绝缘体镶嵌设置；

7、触发电源，所述触发电源的正极与所述触发极馈电杆连接，所述触发电源的负极与所述阴极环连接。

8、可选的，所述阴极环的顶部的凸起高度为0.2mm~0.5mm。

9、可选地，所述阴极环上表面与所述触发极的下表面的间距为1 mm ~3mm。

10、可选地，所述触发绝缘体所使用的陶瓷材料为氧化锆陶瓷。

11、另一方面，本实用新型提供一种真空弧离子源，所述离子源包括：

12、触发极馈电杆；

13、触发极，套设于所述触发极馈电杆上；

14、触发绝缘体，套设于所述触发极馈电杆上，且设置于所述触发极的一面；

15、阴极环，套设于所述馈电杆的外围，且所述阴极环的顶部内缘与所述触发绝缘体镶嵌设置；

16、触发电源，所述触发电源的正极与所述触发极馈电杆连接，所述触发电源的负极与所述阴极环连接；

17、阳极环，套设于所述触发结构的外围；

18、放电电源，所述放电电源的正极与所述阳极环连接，所述放电电源的负极与所述触发结构的阴极环连接。

19、可选地，所述阴极环的顶部的凸起高度为0.2mm~0.5mm。

20、可选地，所述阴极环上表面与所述触发极的下表面的间距为1 mm ~3mm。

21、可选地，所述触发绝缘体所使用的陶瓷材料为氧化锆陶瓷。

22、可选地，所述阳极环的内表面与所述阴极环的外表面的间距为1mm。

23、通过上述技术方案，在触发结构中，阴极环的顶部边缘与触发绝缘体镶嵌设置，该阴极环的镶嵌接触表面在外加电压的作用下形成强场，从而在该表面产生强的场致发射电子，这些场致发射电子在电场的作用下直接打向触发绝缘体的表面，不断促进触发绝缘体的二次电子产生，从而使得触发绝缘体的表面闪络过程更加稳定。在触发放电的过程中，向阳极环和触发结构中的阴极环之间提供了带电粒子，这些带电粒子在阳极环和触发结构中的阴极环之间形成了强场，促使阴极环表面的爆炸式等离子体发射，从而在阳极环和阴极环之间形成强烈的脉冲发射，实现离子源的工作。本实用新型整体结构简单，易于实现，触发放电未借助在触发绝缘体上涂覆其他材料涂层来实现，有效的增加了触发结构的寿命，特殊的电极结构设计使得整个离子源工作更加稳定，有利于触发型真空弧离子源的推广应用。

技术特征：

1.一种表面触发结构，其特征在于，所述触发结构包括：

2.根据权利要求1所述的触发结构，其特征在于，所述阴极环的顶部的凸起高度为0.2mm~0.5mm。

3.根据权利要求1所述的触发结构，其特征在于，所述阴极环的上表面与所述触发极的下表面的间距为1mm ~3mm。

4.根据权利要求1所述的触发结构，其特征在于，所述触发绝缘体所使用的陶瓷材料为氧化锆陶瓷。

5.一种真空弧离子源，其特征在于，所述离子源包括：

6.根据权利要求5所述的离子源，其特征在于，所述阴极环的顶部的凸起高度为0.2mm~0.5mm。

7.根据权利要求5所述的离子源，其特征在于，所述阴极环的上表面与所述触发极的下表面的间距为1mm ~3mm。

8.根据权利要求5所述的离子源，其特征在于，所述触发绝缘体所使用的陶瓷材料为氧化锆陶瓷。

9.根据权利要求5所述的离子源，其特征在于，所述阳极环的内表面与所述阴极环的外表面的间距为1mm。

技术总结本技术实施例提供一种表面触发结构及真空弧离子源，属于离子源技术领域。该触发结构包括：触发极馈电杆、触发极、触发绝缘体、阴极环和触发电源。其中，触发极套设于触发极馈电杆上；触发绝缘体套设于所述触发极馈电杆上，且设置于触发极的一面；阴极环套设于触发极馈电杆的外围，且阴极环的顶部内缘与触发绝缘体镶嵌设置；触发电源的正极与触发极馈电杆连接，触发电源的负极与阴极环连接。本技术整体结构简单，易于实现，触发放电未借助在触发绝缘体上涂覆其他材料涂层来实现，有效地增加了触发结构的寿命，特殊的电极结构设计使得整个离子源工作更加稳定，有利于触发型真空弧离子源的推广应用。技术研发人员：王亮,李刚,张早娣,龚佳伟,郁杰受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院技术研发日：20240717技术公布日：2024/9/2