电偏转扫描法测量高电荷态ECR源发射度

成功地研制了一套适合于低能离子束流发射度测量的电偏转扫描探测器 .对该探测器的原理和结构作了较详细的描述 ,并给出该探测器对兰州近代物理研究所高电荷态ECR源LECR3引出离子束流发射度的测量结果 .典型结果为 :在引出高压为 15 .97kV ,引出束流为 190 μA时 ,O4 +水平发射度 (x方向 )为 137πmm·mrad ,垂直发射度 (y方向 )为 12 0πmm·mrad(包括 90 %束流 ) .最后 ,对测量结果作了一些分析和讨论 .

ECR离子源六极永磁体的设计研究

分别从材料、结构、尺寸等方面全面地研究了Halbach结构六极永磁铁的设计方法 .针对个别磁块可能存在的退磁问题给出了相应的解决方案 .通过优化结构 ,使六极磁铁在离子源等离子体弧腔内壁产生的磁场达到最大 .用POISSON ,PERMAG ,TOSCA等多个磁场模拟程序计算模拟了六极磁场的大小与分布 ,并给出了一些相应的曲线

高电荷态ECR离子源——LECR3

研制成功了一台新的高电荷态ECR离子源,该离子源主要为原子物理实验提供各种高电荷态离子束流,是基于中国科学院近代物理研究所14.5GHz高电荷态ECR离子源设计建成的,同时在该离子源中应用多种有利于提高束流强度的技术,设计时考虑到采用双频加热,试图通过试验双频加热模式来提高高电荷态离子的产额,并设计建造了一套束流聚焦分析系统,以提高电荷态分辨率和束流传输效率。

Afterglow工作模式下 ECR离子源 脉冲束的产生

为满足国家大科学工程兰州重离子冷却储存环的要求，在 １４．５ＧＨｚ ＥＣＲ 离子源上进行 ａｆｔｅｒｇｌｏｗ工作模式的实验，首次产生了高电荷态脉冲束流 Ａｒ１１＋和 Ａｒ１２＋，给出了初步实验结果，并对结果进行了分析和解释．

ECR离子源金属离子的产生

讨论了ECR离子源金属供料方法 ,在 1 4 5GHzECR离子源上应用炉子加热和MIVOC法获得了 40 Ca11+1 40eμA和5 6 Fe10 +65eμA ,并对实验过程和结果作了分析

高电荷态ECR离子源

综述了中国科学院近代物理研究所近几年来高电荷态ECR离子源的最新进展。

高电荷态ECR离子源

介绍了目前 ECR离子源的发展状况和国际上几台典型的 ECR离子源

用连续激光在ECR离子源中产生金属离子研究

研究了用连续激光在ECR离子源中产生金属离子的方法,在中国科学院近代物理研究所的高电荷态离子源ECR2上,用此方法获得了50μA的Al6+离子束流

Measurements of bremsstrahlung spectra of Lanzhou ECR Ion Source No. 3 (LECR3)

In order to diagnose the electron cyclotron resonance (ECR) plasma, electron bremsstrahlung spectra were measured by a HPGe detector on Lanzhou ECR Ion Source No. 3 at IMP. The ion source was operated with argon under various working conditions, including different microwave power, mixing gas, extraction high voltage (HV), and so on. Some of the measured spectra are presented in this article. The dependence of energetic electron population on mixing gas and extraction HV is also described. Additionally, we are looking forward to further measurements on SECRAL (Superconducting ECR Ion Source with Advanced design at Lanzhou).

A high charge state all-permanent magnet ECR ion source for the IMP 320 kV HV platform

A 320 kV high voltage (HV) platform has been constructed at Institute of Modern Physics (IMP) to satisfy the increasing requirements of experimental studies in some heavy ion associated directions. A high charge state all-permanent magnet ECRIS-LAPECR2 has been designed and fabricated to provide intense multiple charge state ion beams (such as 1000 e mu A O6+, 16.7 e mu A Ar14+, 24 e mu A Xe27+, etc.) for the HV platform. LAPECR2 has a dimension of 0 650 mm x 560 mm. The powerful 3D magnetic confinement to the ECR plasma and the optimum designed magnetic field for the operation at 14.5 GHz makes it possible to obtain very good performances from this source. After a brief introduction of the ECRIS and accelerator development at IMP, the conceptual design of LAPECR2 source is presented. The first test results of this all-permanent magnet ECRIS are given in this paper.

Lanzhou all permanent ECR ion source No.1 - LAPECR1

The Lanzhou All Permanent magnet ECR ion source NO. 1 (LAPECR1) is the first all permanent magnet multiple ECRIS made in IMP. This ECRIS is running at 14.5GHz and can provide intense low charge state ion beams (varying from several to hundreds of e mu A) or medium charge state ion beams (varying from several to tens of e mu A). The size of source body is circle divide 102mmx296mm, the compactness and economical features enable the source suitable to be put on a HV platform or equipped by a small laboratory. This article gives the main parameters of the ion source.

关于强流ECR质子源氢等离子体发射光谱的诊断研究；OES diagnostics of H_2 plasma in an intense ECR proton source

本文通过发射光谱诊断方法,用H_2等离子体的辐射碰撞模型对连续溃入的微波功率和全永磁磁场约束下产生高密度的H_2等离子体进行光谱诊断,计算出一定放电条件下(微波功率200-700 W,压强0-2 Pa)H~+的密度为1010-1011 cm~(-3),另外讨论了实验中观察到的Balmer系氢原子发射光谱强度随放电条件的变化规律。

ECR等离子体的轫致辐射谱和极紫外光研究

本论文对电子回旋共振（ECR）等离子体发出的轫致辐射谱和极紫外光做了系统的实验研究，并对ECR等离子体的工作机制及新的应用前景进行了探索。 在ECR等离子体中，热电子对于离子的形成、约束以及整个等离子体的能量平衡具有重要意义，而由电子发出的轫致辐射谱则包含了电子的能量、密度等信息，因此，测量等离子体发出的轫致辐射谱作为一种非侵入式的诊断方式，成为等离子体诊断的有力手段。为了研究ECR等离子体中热电子这个重要组成部分，我们对三台高电荷态ECR离子源的轫致辐射谱进行了系统测量，并通过对实验谱的拟合得到一个代表等热电子平均能量的参量——光谱温度Tspe。通过测量不同工作参数下（例如微波频率、功率，约束磁场，掺气，负偏压等）等离子体的轫致辐射谱，深入研究了ECR离子源的这些工作参数对热电子能量及密度的影响，并对ECR等离子体中与电子加热及等离子体约束相关的一些物理问题进行了探索性的研究和讨论，在此基础上，对一些已在ECR离子源界得到广泛应用但其物理机制尚不十分清晰的经验性规律及技巧（如Scaling laws，掺气效应，负偏压效应等），做出了新的解释。其中的创新点有：通过对ECR等离子体轫致辐射谱的测量，首次从电子加热的角度诠释了在ECR源领域得到普遍认可的有关约束磁场的Scaling laws；首次实验观察到在磁场分量Blast≈Bext时，离子源的约束和引出之间的关系达到最佳，而当Bext小于Blast较多时，等离子体的约束将遭到较严重的破坏；实验观察到热电子能量随共振区磁场梯度的减弱而提高，并分别从单粒子轨道模型和电磁波在等离子体中的传播两个角度对这一现象进行了分析；基于实验现象，从抑制等离子体不稳定性的角度出发对掺气效应做出了新的解释。 由于在未来光刻及显微成像等领域的广泛应用前景，极紫外（EUV）和软X射线光源目前是国际上的研究热点，而ECR等离子体作为一种高离化态的等离子体，为EUV和软X射线光源的发展提供了一条新思路。为了研究ECR等离子体作为EUV光源的可行性，我们对其发出的波长在13.5nm附近的窄带宽EUV光功率进行了初步测量，在超导ECR离子源——SECRAL上，测量到了超过2W的窄带宽EUV光功率（2π sr），这是目前国际上利用ECR等离子体产生并测量到的EUV光功率中的最好结果，这一结果证明了ECR等离子体作为EUV光源的潜力，但在发射强度、转化效率等方面还需做出很大的改进，本论文给出了相应的研究发展思路

ECR离子源及其引出系统

本论文第一部分主要描述 GCR（电子回旋共振）离子源的现状、发展和ECR离子源的重要物理机制。在此基础上，着重在于介绍我参加安装和调试的 2.45GHz 全永磁单电荷态 ECR 离子源和 14.5GHz 高电荷电荷态 ECR 离子源的结构、磁场场型、引出系统、微波系统、性能和调试结果，并简要介绍某些金属离子的产生方法。第二部分首先介绍了离子源引出系统的要求、离子源引出系统的分类、衡量出了系统好坏的各参数。其次阐述了 ECR 离子源引出系统的基本原理。然后给出了 14.5GHz 高电荷态 ECR 离子源的引出实验结果、模拟计算结果和它的引出系统结构，并设计了一套适合于 14.5GHz 高电荷态 ECR 离子源的三电极引出系统。最后，给出了 2.45GHz 单电荷态 ECR 离子源的引出系统设计和它的实验结果。

2.45GHzECR离子源及ECR离子源的磁场设计和计算

本文第一章介绍了高电荷态电子加旋共振（ECR）离子源发展情况，对其发展的几个方向作了一定的讨论，着重介绍了IMP高电荷态ECR离子源。第二章讨论了ECR离子源的加热原理，并讨论了低电荷态ECR离子源的加热情况。在ECR离子源中，磁场有着重要的作用，磁场场面设计和计算也ECR离子源物理设计中关键的一环。第三章讨论了ECR离子源的磁场设计和计算。在设计、加工几例磁场系统的基础上，利用计算与实测结果对离子源的磁场设计和计算作了一定程度的讨论。并使用二维POSSION、三维TOSCA程序对超导离子源进行了初步设计和计算。第四章着重讨论了两个2.45GHzECR离子源实验台。描述了一台2.45GHz单电荷态ECR离子源的结构与应用。介绍了其微波系统与磁场结构，并对该离子源的一些问题进行了讨论。在微波输入功率约600瓦，引出高压22KV，引出孔径为φ6mm，引出间隙6mm时，该离子源的总束流I(H_1~+ + H_2~+ + H_3~+)为 90mA。同时，介绍了一台2.45GHz多电荷态ECR实验台的设计。