第二章 粒子源与束流品质.ppt

§2.6束流发射度的测量 3、测量二维投影密度的双缝法 在某个位置 取样测量得到的束 流分布函数如图所示。 由分布图取包括90%的束流边界作 为确定 和 的参量，则可以确定位 置 处束流所对应的最大和最小发射 角 和 。 将对应的坐标描述于相图上。移动 板狭缝1，在不同的 处取样，然后 用狭缝2扫描，测量狭缝取样的束流分 布，并由此确定不同位置的束流对应 的 和 ，描于像平面上，即可得 到相图轮廓，如图所示。 §2.6 束流发射度的测量 3、测量二维投影密度的双缝法 计算相面积，则发射度 ： 同理可测y方向的发射度 。 The end 作 业 1、简述双等离子体离子源的组成及工作原理。 2、简述ECR离子源的组成及工作原理。 3、简述Cs溅射离子源的组成及工作原理。 4、描述离子源束流品质的参数主要有哪些？ §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 六极磁铁及沿径向磁场分布 磁镜场磁铁及沿轴的 轴向磁场分布 §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 Min-B磁场场形示意图 §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 ● ECR离子源的工作原理 ★微波被馈入到放电时室产生放电，放电产生的一部分电子被磁镜场捕获（满足磁镜场捕获条件）在轴向磁镜场作用下，绕磁力线回旋并在轴向作往复反弹运动。 ★当电子回旋频率 等于微波频率 时，电子就被微波电场共振加速，多次反弹多次共振加速，可使电子获得较高能量（几十keV），从而逐步游离中性原子产生高电荷态离子。 ●共振磁场和共振区 电子绕轴向磁场的回旋频率 与轴向磁场的磁感应强度B有关，可用下列表达式描述： 在电子回旋共振 条件下，可以得到轴向磁场B与微波频率 的关系： （Gs） 也就是说，在轴向磁场满足上述关系的区域，电子才有可能被共振加速，这样的区域叫共振区。 （前面图中标出了共振磁场： B=3570Gs)。 §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 引出系统及束流示意图 §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 氩离子束电荷态分布 §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 ★ 近物所ECR离子源研究简介 # 第一台10GHz-ECR离子源从法国引进；（编号：LECR1） # 自行研制LECR2 离子源 微波频率：14.5GHz §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 近物所ECR离子源研究简介 # 自行研制了双频率加热离子源LECR3 微波频率：10GHz+14.5GHz or 14.5GHz+18GHz §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 近物所ECR离子源研究简介 # 自行研制了永磁ECR离子源 LAPECR1 LAPECR2 §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 4） 高电荷态ECR离子源 近物所ECR离子源研究简介 # 自行研制了超导ECR离子源 SECRAL §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和强流微波离子源 5） 强流微波离子源 ECR离子源的微波放电原理被应用发展了强流微波离子源，这种源的主要目的是引出强流单电荷态离子束。 一般不需要太强的磁约束和共振加热，微波频率一般选为2.45GHz。 如图所示为强流微波离子源的典型结构和基本组成，主要由微波产生及溃入系统、进气系统、放电室、磁铁系统、引出系统等部分组成。 §2.2 离子源 3、高电荷态ECR 离子源和 强流微波离子源 5） 强流微波离子源 强流微波离子源轴向磁场分布 氢离子束强度与微波功率的关系 §2.2 离子源 4、负离子源 负离子源是加速器技术中必不可少 的一种离子