基于双等离子源的离子束和纳米微结构相互作用平台的测试

发布时间：2023-02-01 11:38

　　等离子体是由原子或原子团被电离后的产生的正负离子与自由电子所组成的离子化气体状物质,与固态、液态、气态并成为物质的四种形态。离子源是对可以产生等离子体设备的统称,其在核物理、材料物理、医学与考古学等众多领域都有良好的应用价值与前景。本论文中所作的工作基于兰州大学串列实验室中针对低能区下导向效应实验所自主设计搭建的双等离子体离子源,论文中主要工作包括:（1）双等离子体离子源平台的搭建与使用。其中包括离子源各部件的组装,所使用电源与双等源各部分的连接,与搭建完成后最为合理的操作流程。（2）双等离子源的参数测试,包括离子源工作状态下灯丝的使用状况,起弧状态下弧压电源的参数与注气状态的匹配,内部线圈磁场的合理调整。（3）基于COMSOL Multiphysics软件对LDY-15双等离子体离子源工作状态下的内部电磁场分布与束流引出进行了模拟,得到了定量化的结果,对双等源的使用提供了参考。（4）在不同工作气体下对双等离子源所引出的束流进行分析。（5）使用双等源所引出的Ar⁺离子进行穿越方形玻璃直管的实验,研究Ar⁺离子出射后的角分布与束斑形状和时间与倾... 

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
引言
第一章 研究背景
    1.1 离子源概述
        1.1.1 等离子体与其特性概述
        1.1.2 离子源分类与其特征概述
    1.2 离子源引出系统简介
    1.3 搭建的双等离子源介绍
    1.4 基于双等离子源平台的导向效应实验简介
第二章 离子束传输理论
    2.1 相空间的定义
    2.2 束流的椭圆方程
第三章 对双等离子源的模拟
    3.1 使用软件简介
    3.2 有限元分析方法简介
    3.3 模拟结果
        3.3.1 双等离子源内部电磁场分布模拟
        3.3.2 双等离子源束流传输模拟
    3.4 本章小结
第四章 不同工作气体下的离子束流传输特性研究
    4.1 测试平台
        4.1.1 二极分析磁铁
        4.1.2 四极偏转板
        4.1.3 静电透镜
        4.1.4 法拉第筒
    4.2 双等离子源的操作
    4.3 不同工作气体下离子束流种类的分析
        4.3.1 正电荷离子
        4.3.2 负电荷离子
    4.4 本章小结
第五章 Ar~+离子穿越方形玻璃直管的实验结果
    5.1 实验装置
    5.2 Ar~+离子穿越方形玻璃直管后二维角分布稳态随倾角的变化
    5.3 Ar~+离子穿越方形玻璃直管后二维角分布随时间的演化
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在学期间的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]低能电子在外层导电屏蔽的玻璃锥管中的传输[J]. 钱立冰,李鹏飞,靳博,靳定坤,宋光银,张琦,魏龙,牛犇,万成亮,周春林,Arnold Milenko Müller,Max Dobeli,宋张勇,杨治虎,Reinhold Schuch,张红强,陈熙萌.  物理学报. 2017(12)
[2]高电荷态ECR离子源[J]. 赵红卫,刘占稳,张汶,张雪珍,袁平,郭晓虹,张子民,王义芳.  原子能科学技术. 2000(03)
[3]双等离子源强流束特性的研究[J]. 孙别和,陈勤.  核技术. 1991(12)
[4]强直流双等离子体离子源[J]. 孙别和 ,陈勤 ,朴禹伯 ,柳纪虎.  兰州大学学报. 1985(02)



本文编号：3734145