離子注入裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及物理學領域，特別涉及一種離子注入裝置。
【背景技術】
[0002]在原子分子物理研宄領域，為了在實驗室中獲得很高電荷態離子，一般采用以下兩種方法實現:第一種方法是:用大型加速器產生的相對論性重離子轟擊靜止的固體靶，把離子剝離到高電荷態，其中，相對論性重離子是指速度接近光速的重離子。第二種方法是:用能量低得多的電子去轟擊幾乎靜止的重原子氣體靶，剝離離子到高電荷態。
[0003]其中，第二種方法常在電子束離子講(英文:Electron Beam 1n Trap，簡稱:EBIT)實驗中用到。
[0004]在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題:
[0005]重原子常以固態的形式存在，因此獲得重原子氣體靶需要先蒸發重原子，再將蒸發得到的氣體注入EBIT實驗裝置的漂移管中，這種注入方法有兩個不利因素，其一是在蒸發重原子的過程中，由于蒸發裝置內部存在污染，導致蒸發重原子時混入雜質，該雜質被帶入漂移管內，從而使制成的離子純度降低；其二是注入工藝復雜，注入裝置會占用漂移管內部空間，且效率不高。
【實用新型內容】
[0006]為了解決現有技術的問題，本實用新型實施例提供了一種離子注入裝置。所述技術方案如下:
[0007]本實用新型實施例提供了一種離子注入裝置，所述裝置包括:
[0008]激光器、高斯光束變換光路組件、紫外窗口、靶托和漂移管，所述高斯光束變換光路組件包括:高斯光束變換透鏡和會聚透鏡，所述高斯光束變換透鏡、所述會聚透鏡、所述紫外窗口及所述靶托依次設置在所述激光器發射出的激光的光路上，所述靶托位于所述漂移管中，所述紫外窗口嵌設在所述漂移管的管壁上。
[0009]在本實用新型實施例的一種實現方式中，所述激光器為波長范圍在200-400nm的激光器。
[0010]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述激光器為KrF準分子激光器或者XeCI準分子激光器。
[0011]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述高斯光束變換光路組件還包括反射鏡，所述激光器發射出的激光經過所述反射鏡反射后穿過所述高斯光束變換透鏡。
[0012]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述反射鏡上鍍有增反膜。
[0013]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述高斯光束變換透鏡和所述會聚透鏡上鍍有增透膜。
[0014]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述紫外窗口為石英晶體窗口。
[0015]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述裝置還包括:支撐結構及設于所述支撐結構上的調節平臺，所述激光器和所述高斯光束變換光路組件設于所述調節平臺上。
[0016]在本實用新型實施例的另一種實現方式中，所述調節平臺包括光學平臺和導軌，所述激光器設于所述光學平臺上，所述高斯光束變換光路組件設于所述導軌上。
[0017]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0018]通過激光器發射的激光穿過高斯光束變換透鏡和會聚透鏡后，照射到靶托上時，靶托上的靶就會被激光所加熱、熔化、氣化，直至變為等離子體，從而實現向漂移管內注入離子，該裝置在制備離子時不需要進行重原子的蒸發，而是直接采用激光照射靶材，使得制成的離子中不會混入雜質，純度高；同時提高了產生離子的效率；激光器和高斯光束變換光路組件安裝在漂移管之外，簡化了漂移管內部的空間布置。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實用新型實施例提供的離子注入裝置的結構示意圖；
[0021]圖2是本實用新型實施例提供的尚斯光束變換不意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0023]實施例
[0024]本實用新型實施例提供了一種離子注入裝置，參見圖1，該裝置包括:
[0025]激光器101、高斯光束變換光路組件102、紫外窗口 103、靶托104和漂移管105，高斯光束變換光路組件102包括:高斯光束變換透鏡1022和會聚透鏡1023，高斯光束變換透鏡1022、會聚透鏡1023、紫外窗口 103及靶托104依次設置在激光器101發射出的激光1011的光路上，靶托104位于漂移管105中，紫外窗口 103嵌設在漂移管105的管壁上。
[0026]本實用新型的原理:當激光器101發射的激光1011照射到靶托104上時，靶托104上的靶就會被激光所加熱、熔化、氣化，直至變為等離子體，從而實現向漂移管105內注入離子。其中，靶為待產生的離子所對應的元素的純凈固態物質。
[0027]為了盡量使激光落到靶的表面，在激光器101和靶托104間設有高斯光束變換光路組件102。為了最大限度提高離子供給效率，要求聚焦到靶上的激光光斑越小越好，而激光器101發出的激光傳輸高斯光束傳輸規律，束腰與發散角的關系成反比:束腰越大，發散角越小，如圖2所示，高斯光束變換透鏡1022可以將入射激光光束變換成新的高斯光束，從而避免激光束腰過大，無法穿過紫外窗口 103照射到靶上。具體地，高斯光束經過高斯光束變換透鏡1022后會變換成新的高斯光束，其特征參數(束腰位置、腰粗、發散角等)都會發生改變，新的高斯光束具體參數決定于原高斯光束束腰到薄透鏡的距離、腰粗及薄透鏡的焦距，再次參見圖2，Wtll是入射高斯光束的束腰腰粗，Zl是入射高斯光束束腰到高斯光束變換透鏡1022的距離，Wtl2是出射高斯光束的束腰腰粗，Z2是出射高斯光束束腰到高斯光束變換透鏡1022的距離。然后，通過會聚透鏡1023將激光會聚成最小光斑于靶上，其作用后激光光斑大小縮小了一個數量級以上，從而實現前述的激光光斑盡量小的愿望，并且能夠順利穿過紫外窗口 103。
[0028]進一步地，由于激光器101的重量通常達到200公斤以上，因此無法輕易移動，為了調整光路，使激光可