加速器第2章.ppt

离子源,离子源的定义：使中性原子或分子,电离,，并从中引出离子束流的装置。,离子源应用领域：,原子物理、核物理、等离子体物理、等离子体化学,等基础学科。七十年代以来，广泛用于,离子注入、离子刻蚀,等工业生产领域中。,如质谱仪、加速器（包括中子发生器）、同位素分离器、离子推进器、受控热核聚变,等都需要离子源。,离子源的研究基础：,气体放电、等离子体物理、强流离子光学、原子物理、表面物理、计算数学,等，还涉及许多尖端技术，如,等离子体和束流的测量技术、大功率高压供电、大抽速真空系统、强磁场、强流电子枪,等。七十余年的历史，处在半经验状态。它的发展还有赖于适用于离子源的许多特殊材料的研制。,离子掺杂与离子束改性,离子注入机,重复性、可靠性比扩散法好。离子注入掺杂在半导体大规模集成电路的生产中已成为重要环节，用离子注入法取代旧的扩散等工艺在有些器件中已成为必然趋势。,在常用金属的离子注入改性中，可以提高金属的,硬度,、,抗腐蚀性能,和,抗疲劳强度,，,降低,金属的,磨损率,。某些绝缘材料如陶器、玻璃、有机材料经离子束照射以后，性质发生重要的变化，获得新的用途。“,离子注入冶金学,”正在形成,离子束分析,具有一定能量的离子与物质相互作用会使其发射电子、光子、,X,射线等，还可能发生弹性散射、非弹性散射以及核反应，产生反弹离子、反冲核、,射线、氢核、氚核、,粒子等核反应产物，有,背散射分析,、,X,射线荧光分析,、,核反应分析,和沟道效应,，低能离子束还可作表面成分分析,如,离子散射谱,(ZSS),、,次级离子质谱,(SZMS),等。超灵敏质谱（加速器质谱）、带电粒子活化分析、离子激发光谱、离子激发俄歇电子谱,等。,离子束加工,较低能量的离子束广泛用于工业加工，如离子减薄、离子抛光、离子束打孔、离子束刻蚀、离子束溅射金属膜等。,1.,表面电离源、电子轰击型源：,20,年代，用于质谱仪。,2.,气体放电型离子源：潘宁型源,30,年代，用于高压倍加速器和回旋加速器。,3.,负离子源：,40,年代静电加速器的大量建造有促进了它研究和发展。,粒子源与加速器两者是相辅相成的。加速器的发展对粒子源不断提出新的要求，而粒子源技术的每个重大突破和发展又促进了加速器的发展与革新。,粒子源是产生带电粒子束的装置，粒子源的水平决定加速器的流强、发射度、粒子种类。,离子源的发展历史,4,双等离子体源：,50,年代，强流高能加速器的迅速发展，导致了它的发展。,5,使用常规潘宁型的等离子源获得多电荷态的离子：,60,年代，开始研究，以满足重离子物理研究的需要。,6,溅射型负离子源、高电荷态的电子束源、电子回旋共振源：,80,年代，为串列静电加速器研制它，这进一步推动了重离子物理研究。,7,极化离子源：根据核物理对极化离子束的要求而产生,8,正电子源：电子对撞机的出现，提出的要求。,第二章 带电粒子源,第一节 带电粒子束的主要参数,第二节 离子源的工作原理与结构,第三节,离子源的主要类型,第五节 离子源的主要应用,第四节 电子和正电子源,第一节 带电粒子束的主要参数,一、,能散度,式中，为粒子束流强随能量的分布曲线中，流强为最大值一半处的能量宽度，即半高宽,FWHM,，,为流强峰值处所对应的能量。,是束流中带电粒子能量分散的程度,1.,相空间,在束流光学中，人们常常把带电粒子束作为一个整体来进行研究，带电粒子的运动状态用相空间来表示。,在三维笛卡尔坐标系中运动的带电粒子，给定了三个位置坐标：以及三个相应的动量分量,，那么由，,，组成的六维空间叫做相空间。某一带电粒子的运动状态就可以由这个六维坐标系中的一个点来表示。,二、发射度,当粒子在处某个截面上的运动状态时，六维空间退化为四维空间，例如，截面为矩形的束流，可分别在和构成的两维相平面上进行研究，而对于截面为圆形的旋转对称束，只用构成的两维相平面就可以描述粒子的运动状态。,束流发散度的一种常见定义为：,用以表征带电粒子,相空间,分散的程度,实用单位是米,.,弧（,m,rad,）,2.,刘维定理,表述：带电粒子在保守力场和外磁场中运动时，相空间内粒子代表点的密度在运动过程中将保持不变。即：粒子群在相空间中的行为像不可压缩的流体。,由刘维定理得出的两个推论：,1,，运动过程中粒子数守恒，粒子在相空间代表点的密度也不变，所以相空间内代表点所占相体积也不变。,2,，当粒子束沿三个方向的运动互不相关时，粒子束分别在三个相平面内的代表点所占据的相面积在传输过程中也都各自守恒不变。,在束流传输过程中，只有当粒子能量不变时，发射相面积才是守恒的。为了便于比较不同能量粒子束的发射度，引入“归一化”发射度。,归一化发射度,相对速度,相对能量,三、亮度,是束流在相空间的密度,亮度定义的方法有两种：,1,通过单位粒子束截面、单位立体角的束流强度,亮度的单位是,归一化亮度,归一化亮度与束流能量无关,2,在四维相空间,(x,，,y,，,x,，,y),内的粒子束流密度,离子束流强,即能够获得的有用离子束的等效电流强度，用电流单位,A,或,mA,表示。,有用离子百分比,离子源给出的总离子束包括单电荷离子、多电荷离子、各种分子离子和杂质元素离子等的离子束。,束的聚焦性能,以离子束的截面和张角表示。障碍是束中离子之间的静电排斥力，尽早使离子获得较高能量。,离子源的效率,以离子束形式引出的工作物质占总消耗的比例。,工作寿命,离子源一次安装以后使用的时间。,第二节 离子源的工作原理与结构,一,对离子源的要求,1.,要求离子种类多、电荷态高,2.,要求离子束的强度足够大,3.,要求离子束的发射度小,、,亮度高,、,能量分散小,4.,要求离子源的寿命长,5.,要求离子源的效率高,二,离子源的工作原理及主要组成部分,离子源,由供气系统、放电室、引出系统及聚焦电极组成,供气系统：,由管道及阀门组成。将需要的气体充入放电室，气压一般为,1010,-1,Pa,。,充入相关的气体。,放电室：,充入的气体在放电室中电离，形成等离子体。按,形成等离子体的不同方式,。,离子源分成不同的种类。但无论哪一种电离方式，在等离子体形成的过程中都是,自由电子起着主要的作用,。,来自热发射或场致发射的电子以及空间的自由电子，受到电场加速而具有一定的动能。它们与气体分子碰撞将导致分子的离解和电离。,分子态变成原子态称离解,电子动能达,8.8eV,电子动能达,11.8eV,分子或原子态变成分子离子或原子离子称为电离,电子动能达,15.6eV,电子动能达,18.6eV,电子动能达,28eV,电子动能达,46eV,电离的逆过程，称为复合,。,复合现象主要是发生在放电室壁附近,并与壁的材料有关。金属的复合系数高于绝缘材料，因此有些离子源的,放电室用石英或优质玻璃制成,。,复合现象对工作状态影响不大的离子源,放电室仍由金属制成。,原子和分子俘获一个电子形成负离子，因此放电室中有中性粒子、电子、正离子、负离子。,引出系统,引出系统的要求是,:,1),能引出强的束流或具有高的引出效率；,2,）引出的束流具有优良的品质；,3,）具有适当的气阻。,（放电室内是低真空，气压为,0.110Pa,。,加速管内则须保持高真空，气压低于,10,-3,Pa,）,引出过程：,等离子体是良导体其电位基本与阳极电位相等,结构：,（,a,）,皮尔斯系统，保证引出平行的离子束。,（,b,）,锥形离子束引出系统,（,c,）,扩张杯引出系统，发射面形状好，降低引出电场避免电场击穿。,聚焦电极,（以双筒电极为例）,（,z0,）,则受电场的散焦作用。,第三节 离子源的主要类型,一 离子源的分类,1,电子碰撞型,具有一定动能的电子撞击气体分子产生等离子体，再用电场从等离子体中引出离子束。所以又叫等离子体源。,2,固体表面电离型,电离发生在紧靠固体的表面。电离过程可以靠（,1,）热能维持，（,2,）外部离子束、电子束轰击来维持,。,（,1,）原理：,电离能较低的元素粒子（碱金属和稀土金属类）碰到高电离能的金属（如钨，铂，铱等）表面时，就会使该元素的原子失去电子而成为离子。这一原理制成的离子源能得到品质好，纯度高的离子束，但粒子种类少，束流强度低,。,（,2,）原理：,靠离子束轰击维持电离的溅射离子源,用一定能量的离子束轰击靶，就能从靶表面溅射出靶材料的中性原子和正，负离子。溅射的种类少，其中用铯离子束轰击金属靶锥而产生被轰击金属的负离子源是典型的溅射源。,3,热离子发射型,这类离子源是从高温固体表面直接发射热离子。当加热碱铝硅酸盐时，其分子式为,Al,2,O,3,nSiO,2,M,2,O(n,为整数，,M,代表碱金属如,Li,、,Na,、,K,、,Rb,、,Cs),，,能得到很强的碱金属离子束。例如，人工合成物质,Al,2,O,3,2SiO,2,Li,2,O,被加热到,1200-1350C,时，可发射出密度为,1-1.5mA/cm,2,的锂离子束。这类离子源虽有束流品质好的优点，但离子种类少，使用范围窄。,二 加速器中几种常用的离子源,1,高频离子源,优点：结构简单、寿命长、工作稳定、离子含量高,放电原理,在高频源中，电子从高频电磁场中得到能量，并与气体分子碰撞使其电离，产生等离子体,。,流强可达,10mA,量级,常规的高频离子源在常温下只能电离气体状态的物质，因此，能产生的离子种类较少,。,环状放电,线状放电,几千,MHz,几万,MHz,高频放电是电感偶合，频率,20MHz,，气耗,7.5mL/h,，可引出,500,微安正离子束，原子离子,80%,，能散,40,50eV,2.,潘宁离子源,PIG,源（,Philips Ionization Gauge,）,放电原理,从阴极发射出的电子在阴极和对阴极之间往返的运动同时，又受到轴向磁场的约束，使电子沿轴线做螺旋运动。从而增加了与气体分子发生电离碰撞的概率,流强可达几百,mA,量级，,可以产生多电荷态的离子,潘宁源有冷阴极、热阴极、电子轰击型间热阴极、弧放电加热的自热阴极等等,潘宁源的,引出系统有轴向和径向两种,，轴向引出比径向引出的离子流发射度好，流强高一个量级，但电荷态较低，而且分子态离子多。径向引出几乎没有分子态离子。,放电电流,700mA,，可引出,42mA,离子束。,3.,双等离子体离子源,电极形状使电弧放电形式的等离子体压缩一次，再由不均匀轴向磁场完成第二次压缩，从而提高了等离子体的密度。,机械压缩：,中间电极锥形收缩的几何形状将导致电子流的聚焦和进一步加速，使电离强化，形成密度较高的“等离子体泡”也称为静电压缩,磁压缩：,当电子流通过中间电极和阳极之间的非均匀轴向磁场时，再一次受到磁场的聚焦，形成对等离子体的第二次压缩。,高频源、潘宁源和双等源在约束时间长和电子密度高的情况下，都能产生多电荷态离子，但由于工作气压较高，很难得到,高电荷态的离子,。,Cold-Cathode Penning Ion Source,Standard setting 1 kV/4.5,mA,in constant current mode,Dimensions:19(W)x 132 mm(H),weight:12 kg,4.,电子回旋共振（,ECR,）,离子源（高电荷态离子源）,w,hf,=,w,cyc,有一部分电子不断受到高频场加速而吸收高频（微波）能量，而另一部分电子则受高频场减速。由于稀薄气体条件下微波频率大大高于电子碰撞频率，因此这些受减速的电子终将减速到零。随后就处于吸收高频能量的状态。,磁场中的等离子体在上述条件下对微波有强烈的吸收作用。由于在电子回旋共振条件下电子能有效的吸收微波能量，所以在与中性分子碰撞前有相当多电子的能量已大大超过分子或原子的电离能。,ECR,源具有寿命长、电离效率高、束流品质好和工作稳定等优点。目前，国际上多数重离子加速器、直线加速器已用,ECR,源取代了,PIG,源。例如，德国的一台两极,ECR,源，微波频率为,14.4GHz,，使用超导磁铁和低温泵真空系统。在引出电压为,10kv,时，得到,O,7+,（,48A,）、,Ne,10+,（,1.2A,）、,Ne,9+,（,11A,）、,Ar,16+,（,0.8A,）和,Ar,14+,（,6.2A,），,为回旋加速器提供了从,He,到,Ar,的高电荷态离子束。法国的一台,ECR,源可为回旋加速器提供,Ar,7+,、,Kr,13+,、,Xe,17+,、,Ta,22+,、,Pb,23+,和,U,24+,等高电荷态离子束。,Schematic set-up of 14 GHz ECRIS and test bench for the measurement of beam intensities,Figure 1:Schematic set-up of the all-permanent 10 GHz ECRIS,Figure 2:Set-up of the 14 GHz ECRIS,Figure 2:Set-up of the all-permanent 10 GHz ECRIS,多电荷态离子产生的速率随电子密度和电离区间长度的增加而增大,。,使电子束聚焦的螺线管线圈长度一米以上，轴向的磁感应强度可达十分之几特斯拉。如果采用超导，则磁感应强度可达数特斯拉。,早期用硼化镧,（,LaB,6,）,阴极发射电子束，电流密度不超过,10,安,/,平方厘米。,现采用皮尔斯会聚枪,。,使电子束的电流密度提高了几个数量级。,5.,电子束离子源（,EBIS,）,EBIS,源是获得电荷态最高的多电荷源。这种源由于技术复杂、造价高，目前只有原苏联、美国、法国、德国等少数国家开展了这方面的研究。主要用于高能重离子加速器上。目前，在,EBIS,源上已经得到,Xe,40+,、,U,82+,等极高电荷态的离子束。,通过供气管道把待电离的气体送入第三节漂移管（见图,2.17,）。,从第三节漂移管进入放电室的气体被高速的电子束电离。在电离时间内放电室两端产生轴向位垒，使离子电离到高电荷态后，再降低位垒，将离子引出。,。,为此，须要改变各节漂移管上,“,A”,、,“,B”,、,“,C”,三种不同的电位分布（见图,2.17,中三种电位分布曲线）。当各节漂移管上的,电位分布为,“,A”,时,，由,电子束电离产生的离子不能进入电离区而被迫流向阴极,。电位分布变到,“,B”,时,，,离子开始进入电离区，为注入阶段。,电位分布变到,“,C”,时,，,离子不再进入电离区，注入阶段结束,。,已进入电离区的离子受,“,C”,电位分布两端位垒的约束，被电离到高电荷态，为电离阶段。,当电位分布,再变到,“,A”,时，引出电极将高电荷态的离子引出，并将电子反射回去，为引出阶段。,各节漂移管上的电位分布按,“,A”,、,“,B”,、,“,C”,三种情况循环变化，每到,“,A”,，,引出一束高电荷态离子束。,6.,负离子源,稳定负离子的形成：,粒子通过碰撞、俘获电子后变成负离子。,负离子的稳定性,与元素的,结合能,有关：把一个电子加在某元素的中性原子（或分子）上，产生的结合能为正，则此元素的负离子稳定。反之，则不稳定。元素周期表中,75%,以上的元素,电子亲和势,为“正”，它们在一定的条件下可能形成稳定的负离子。,负离子的获得,负离子源的几种类型,1,）转菏型负离子源：使一定能量的正离子通过固体膜或蒸气转菏形成负离子，多采用氢气或碱金属蒸气做转菏介质。,2,）,直接从等离子体中引出负离子：改变双等源引出电极的电压极性，可以直接引出,50A,的氢负离子，同时伴有流强高出,100,倍的电子。经研究后产生了,空芯阴极管直接引出双等源,可得,6mA,的负轻离子束。,直接引出型负离子源比转菏型的,亮度高，不伴有中性粒子、发射度和能散度都很小。,3,）溅射源：,1962,年,Krohn,用离子束轰击固体表面时发现溅射的粒子中有很大一部分是负离子。如果在溅射表面蒸镀一层铯，则负离子产额大大增加。根据这一重要发现，建成了当时被称为万用的负离子源（,UNIS,）,4,）溅射源,极化离子源,提供极化的离子流，以便经过加速而获得极化束的装置。由于利用极化束进行核反应实验可得到有关核力、核结构、核反应机制、对称性及粒子物理的许多信息，因此从,1953,年起就开始了人工产生极化离子束的方法的探索。,1960,年终于建成首台极化离子源。目前世界上装备在各类低、中及高能加速器上的极化离子源已有几十台。人工产生极化离子束的常见方法有以下两种。,1,，原子束型极化离子源,2,，兰姆移位型极化离子源,第四节 电子和正电子源,一、电子枪,电子枪是加速器的电子注入器，它发射出具有一定能量、一定流强、一定束流直径和发射角的电子束流注入到加速管，用来为电子加速器提供电子束的电子枪一般分为热发射和场致发射两种；电子枪的功能在于给出满足要求的电子束，而电子枪的材料和工艺结构又必须考虑到加工和维修使用的方便。对于电子枪的设计一般应有以下几个方面的考虑：,1.,注入电子具有一定的能量，枪的结构要有足够的耐压强度，能承受一定的加速电压。,2.,要有足够的发射能力，能给出足够的脉冲电流。,3.,电子束的束流直径和发射角要求在给定范围内。,4.,结构简单，易于加工、安装和检修。,5.,使用寿命长。,三电极结构：即发射电子的阴极，对电子束起聚焦作用的聚焦极和吸出电子的阳极。,一般情况下，阳极为地电位，阴极和聚焦极对地为负高压。电子束从阳极孔引入加速器。为了保证电子枪的电子光学系统有良好的聚焦作用，电极形状及位置和阳极孔径都要经过计算机优化计算。,除了热阴极电子枪外，近年来还发展了用高频电场激励的,微波电子枪,和用锁模激光激励的,光阴极电子枪,。,电子枪电子束的强度受到空间电荷的限制，,(,),阴极面积,阳极与阴极间的距离,阳极与阴极间电压,多数电子枪采用热发射阴极。热阴极种类很多，阴极材料有,加热方式有直热式和间热式，金属制成的阴极可直接通电加热，非金属的或电阻率较大的阴极材料则采用间热式。,二、正电子源,正电子是用高能电子轰击金属靶，在电子,-,伽玛簇射的基础上产生的。,正电子有何作用？,辐照损伤效应 聚合度,PET,150MeV,的电子轰击钨靶（,10mm6,）,产生正电子。锥形螺线管长,120,，由,6KA,脉冲电源供电，磁场强度约为,2.7T,。,对正电子束聚焦用的均匀磁场由套在三节加速管上,9m,长的均匀螺线管产生，最高场强约为,0.35T,。,在锥形线圈和加速管之间有过渡线圈，以保证磁场逐渐下降。,正电子产额,是正电子源的重要指标，,即加速系统俘获的正电子束流强度与轰击靶的电子束强度之比,产额的计算包括模拟正电子在金属靶中的产生和跟踪正电子在匹配和加速系统中的运动两个部分。,正电子的产额与正电子源系统参数有关：,1,，靶的原子序数,2,，打靶电子束能量,3,，过渡线圈,4,，正电子的入射相位,高能束流加工技术简介,高能束流加工技术是当今制造技术发展的前沿领域，是武器装备研制中不可缺少的特种加工技术。高能束流加工技术是利用以光量子、电子、离子、等离子体为能量载体的高能量密度束流对材料和构件进行加工。它是一个典型的多学科交叉领域，研究内容极为丰富，涉及光学、电学、热力学、冶金学、金属物理、流体力学、材料科学、真空学、机械设计和自动控制以及计算机技术等多种学科。,高能束流加工技术分类,从横向看高能束流加工技术包括激光束加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子体加工技术以及高能束流复合加工技术等。从纵向看高能束流加工技术包括高能束流焊接、高能束流切割、高能束流打孔、高能束流热处理等领域。此外随着科技的进步，高能束流加工在抛光等方面也有应用。,激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高的能量密度靠光热效应加工各种材料的一种新工艺（简称,LBM,）。,激光加工,激光是一束相同频率、相同方向和严格位相关系的高强度平行单色光。由于光束的发散角通常不超过,0.1,，因此在理论上可聚焦到直径为光波波长尺寸相近的焦点上，焦点处的能量密度可达,10,8,10,10,W/cm,2,，温度可高达摄氏,1,万度，从而使任何材料均在瞬时（,10,3s,）被急剧熔化乃至汽化，并产生强烈的冲击波被喷发出去，从而达到切除材料的目的。,固体激光器结构示意图,1,全反射镜,2,工作物质,3,玻璃套管,4,部分反射镜,5,聚光镜,6,氙灯,7,电源,激光加工的特点,1,）由于激光加工的功率密度高，几乎可以加工任何材料；,2,）激光束可调焦到微米级，其输出功率可以调节，因此，激光可用于精细加工；,3,）激光属非接触式加工，无明显机械切削力，因而具有无工具损耗、加工速度快、热影响区小、热变形和加工变形小，易实现自动化等优点；,4,）能透过透视窗孔对隔离室或真空室内的零件进行加工。,激光加工技术最新进展,近年来，激光焊接成为热点。薄件焊接主要用于宇航业及汽车业，而激光焊接大厚件将主要用于核工业、造船、石油、军用车辆、越野车等方面。目前，在等离子,+,激光复合焊接，氩弧焊,+,激光复合焊接，激光质量检测技术基础,(,如温度场、等离子体监测等,),等方面，对激光加工技术的机理开展了研究工作。在应用方面，主要利用激光焊接镀锌板、铝板、核电站散热管、高压气瓶、输油管道等，激光切割的应用领域及材料范围也越来越广。,利用高功率密度的电子束冲击工件时所产生的热能使材料熔化、气化的特种加工方法,简称为,EBM,。电子束加工是由德国的科学家,K.H.,施泰格瓦尔特于,1948,年发明的。,电子束加工,基本原理是：在真空中从灼热的灯丝阴极发射出的电子,在高电压,(30,200,千伏,),作用下被加速，通过电磁透镜会聚成一束高功率密度的电子束。当冲击到工件时，电子束的动能立即转变成为热能，产生出极高的温度，足以使任何材料瞬时熔化、气化，从而可进行,焊接、穿孔、刻槽和切割,等加工。由于电子束和气体分子碰撞时会产生能量损失和散射，因此，加工一般在真空中进行。,电子束加工原理图,1,电源及控制系统,2,抽真空系统,3,电子枪系统,4,聚焦系统,5,电子束,6,工件,电子束加工的特点,电子束能聚焦成很小的斑点,(,直径一般为,0.01,0.05,毫米,),，适合于加工微小的圆孔、异形孔或槽,;,功率密度高,能加工高熔点和难加工材料如钨、钼、不锈钢、金刚石、蓝宝石、水晶、玻璃、陶瓷和半导体材料等；,无机械接触作用，无工具损耗问题；,加工速度快,如在,0.1,毫米厚的不锈钢板上穿微小孔每秒可达,3000,个,切割,1,毫米厚的钢板速 度可达,240,毫米分。,主要缺点,:,由于使用高电压，会产生较强,X,射线，必须采取相应的安全措施；需要在真空装置中进行加工；设备造价高等。,电子束加工技术最新进展,电子束焊,(EBW),，现已成为较成熟的技术。目前的研究工作集中在焊缝实时跟踪、电子束加热温度场计算机模拟计算、大功率二极枪的研究,(,间热式阴极、高压放电保护,),、电子束能量密度测试、电子束焊接专家系统等方面。,电子束物理气相沉积,(EB-PVD),技术在航空发动机制造业日益受到重视。俄罗斯、乌克兰等国把该技术用于航空发动机叶片的热障涂层以及叶片的制造、金属材料的制备等方面。现在这一技术日益得到西方的重视，例如美国,P&W,公司与乌克兰巴顿焊接所成立了该项技术的合资公司，以尽快在美国推广该项技术。,离子束加工,离子束加工的物理基础是，当离子束打击到材料表面上，会产生所谓撞击效应、溅射效应和注入效应，从而达到不同的加工目的。,电子束加工主要是利用高速电子轰击工件的热效应进行加工的，而离子束加工是利用质量比电子大千万倍的离子撞击工件引起变形、分离、破坏等机械作用进行加工的。,考夫曼型离子源,离子束加工特点,加工应力和变形极小，可用于各种材料和低刚度零件的加工。,离子束是目前特种加工中最精密、最微细的加工。离子刻 蚀可达毫微米,(0.001mm),级精度，离子镀膜可控制到亚微米级精度，离子注入的深度和浓度也能精确控制。,离子束加工在高真空中进行，污染少，尤其适宜对易氧化的金属、合金和半导体材料进行加工。,可见高能束流加工技术的前景远应比现在广阔。二十年后的高能束流加工技术会是什么样？请让我们拭目以待。,1,带电粒子束的主要参数及物理意义是什么？,作业,4,加速器有哪几种常用的离子源？,3,离子源的主要组成部分是什么？,5,比较高频离子源、,PIG,源、双等源，极 化离子源、电子束离子源、正电子源的性能特点和应用。,2,推导束流亮度表达式,