离子源供应商如何增加离子源离子化效率

利用稀薄气体中的高频放电现象使气体电离，离子源供应商一般用来产生低电荷态正离子，有时离子源供应商也从中引出负离子，作为负离子源使用。

在高频电场中，自由电子与气体中的原子(或分子)碰撞，并使之电离。高频离子源的放电管一般用派勒克斯玻璃或石英管制作。高频场可由管外螺线管线圈产生，也可由套在管外的环形电极产生。前者称为电感耦合,后者称为电容耦合高频振荡器频率为10～10Hz，输出功率在数百瓦以上。

离子源供应商从高频离子源中引出离子可有两种方式。一种是离子源供应商在放电管顶端插入一根钨丝作为正极，在放电管尾端装一带孔负电极，并把该孔做成管形，从中引出离子流。另一种方式是离子源供应商把正极做成帽形，装在引出电极附近，而放电区则在它的另一侧。不管采用哪种引出方式，金属电极都要用石英或玻璃包起来，以减少离子在金属表层的复合。

在高频放电区域中加有恒定磁场时，由于共振现象可提高放电区域中的离子浓度。有时，离子源供应商还在引出区域加非均匀磁场来改善引出。在外磁场约束下产生反射放电的离子源，是离子源供应商对弧放电离子源的改进。在弧放电离子源中，阳极另一端和阴极对称的位置上，装一与阴极等电位的对阴极，使阴极发射的电子流在中空的阳极内反射振荡，提高了电离效率，改变了放电机制。阴极一般用钨块制成，由电子轰击加热，称间热阴极离子源。反射放电电压较高时，可在冷阴极状态下工作。这时离子源结构更加简单，称为冷阴极离子源。

从外形结构看，双彭源只是在双等离子体离子源的阳极外侧增设一个对阴极。但从放电原理看，它两种离子源有很大差别。前三个电极组成类似于双等离子体离子源的系统，看作是一个电子源。由于对阴极上加有和中间电极相同或更负些的电压，电子就在中间电极和对阴极之间反射振荡,改善了电离。离子源供应商用正离子束去轰击工作物质，就能得到该种物质的负离子。离子源供应商

若用铯离子束去溅射周期表第Ⅳ族以后电子亲合力较大的元素，可以得到该元素微安级的负离子束流。

在产生多电荷重离子束的实验装置（如电子回旋共振离子源、电子束离子源）中，都已得到电荷态很高的重离子。这些新型装置已逐渐被回旋加速器所采用。而能产生高温等离子体的利用惯性约束的激光离子源，也产生了高电荷态离子。离子源供应商采用的组合加速方法的重离子加速系统中，前级加速器将电荷态较低的重离子加速到兆电子伏每核子的能量，穿过固体剥离膜或气体剥离器，将一部分轨道电子剥去，提高电荷态后在主加速器中继续加速，以得到较高的能量增益。在这种组合加速系统中，前级加速器和剥离器，可以被看成是一种特殊的重离子源系统。