产品概述
Beam Imaging Solutions （BIS） 推出新型 RFIS-100 离子源组件。RFIS-100 设计为可改装到标准型号 G-1 和 G-2 离子枪加速器系统。离子源使用 13.56 MHz 的射频电源运行，具有手动调整匹配网络，以产生电感耦合等离子体 （ICP）。与标准 Colutron 热阴极直流放电源相比，RF 离子源具有许多优势，包括更长的维护间隔时间，尤其是在使用氧气和活性气体时，以及更高的束流。除了能够从气体中产生离子外，新的离子源还具有通过在排放室中使用金属靶材溅射源气体来产生金属离子的附加功能。尚未拥有 Colutron 离子枪的客户可以购买新离子源，以适合他们自己的离子加速器系统。拥有 Colutron 离子枪的客户将从离子枪上拆下标准 Colutron 直流离子源和散热器组件，并将射频离子源直接连接到 Colutron 500 型绝缘体法兰上。RF 源不需要 Colutron 散热器即可运行。
组成
1. RFIS-101 离子源组件。为了最大限度地减少停机时间，可以使用可能需要清洁和/或维修的二手装置非常快速地更换新的 RFIS-101 组件。
2. RFIS-007 离子源法兰。源法兰具有两个用于射频天线的 VCR 水馈通连接，以及用于可选溅射靶连接的 50 欧姆 BNC 连接，以及一个用于电启动电路的 12kV 高压馈通。
3. RFIS-010 。为了防止等离子体与离子源法兰短路，使用了专门设计的高压气体中断，允许高达 10kV 的隔离。气体隔离器通过 1/8“ 世伟洛克接头连接到 RFIS-007 离子源法兰上。
3. RFMB-100 MRF 火柴盒。RF Match 盒装有正确调谐 RF 天线所需的大电流和高电压真空可变电容器，以及源作所需的气体、水和电气连接。火柴盒还装有新的高压电弧电源，用于简单的电动按钮启动离子源等离子体。
4. RFMB-200 高压安全外壳。RFIS-100 套件还包括一个 Plexiglas 外壳，以确保在离子源高压作期间作员的安全。外壳中集成了一个风扇，以提供额外的离子源冷却。
技术信息
| 离子源法兰 | 6 英寸（152 毫米）Conflat |
|---|---|
| 射频电源 | 13.56MHz，500W |
| 溅射靶材，金属离子（可选） | 200 伏，0.5 安培 |
| 射频天线 | 6.5 转，直径 2 mm 铜管，水冷，1/8“ 录像机 |
| 气体隔离器 | 10kV 隔离，1/8“ 世伟洛克输入 |
| RF 天线馈通 | 5kV 隔离，铜，1/8“ VCR |
| 等离子体启动电路 | 12kV 隔离馈通装置 |
| 水冷要求 | 1 升/分钟（射频天线） |
| Force Air Cooling 要求 | Plexiglas 外壳内置风扇，提供高压安全保护。（风扇规格：47 CFM， 12VDC， 200mA） |
| RF Match 网络 | 两个真空可变电容器（调谐、负载），10-1200 pF，4kV（标称），6kV（最大），75A（手动调谐），Pmax=15kW（@40MHz） |
| RFMB-100 匹配盒输入连接 （5） | 2 x 1/4“ Swagelok，水冷，射频天线，1/8” Swagelok，源气入口，RF N 型，公头，BNC，公头，溅射靶电源 |
| 型 | RFIS-100、RFIS-101、RFIS-007、RFIS-010、RFMB-100、RFMB-200 |
产品原理图
RF 与 DC 性能数据
RFIS-100 在客户现场使用 Colutron 型号 G-2 离子枪系统进行了测试。离子源在 1、3、6 和 9 keV 下使用氖、氦和氩运行。将输出离子束流与在相同束流电位下使用相同气体的标准 Colutron 100 型离子源进行了比较。平均而言，与标准 Colutron 源相比，使用 RF-100 源运行时，离子束电流水平高出 3 到 8 倍。下图显示了 RF-100 和 Colutron 100 型直流灯丝源在距离离子枪出口 44 厘米的直径为 2.5 厘米的法拉第杯中收集的 9keV He+ 离子束电流。记录了 RF 离子源的离子电流与 RF 功率的关系，以及 Colutron 源的阳极放电电流。有关 MS Excel 中的完整数据包，请联系 erik@beamimaging.com 的 Erik Wåhlin 博士。
溅射金属离子束（可选）
纯金属溅射靶材可作为生产金属离子的选项。圆柱形靶材放置在放电室内，并被来自支持气体（通常是氩气）的离子溅射。为了控制离子输出，将靶材电偏置为负值，以提高支持气体的正离子溅射速率。下面的实验图显示了 3keV 镍金属离子输出相对于施加的目标偏置电压的近似线性增加。用于电流测量的 Beam Imaging Solutions FC-1 法拉第杯具有 0.25 英寸的外径孔径，位于距离离子枪出口约 30 英寸处。
可选设备
用于 Colutron 型号 E-1 和 E-2 控制单元的 RF-100 电源装置
RF-100 型电源装置可用于 RFIS-100 离子源。该电源装置旨在替代 Colutron 直流离子源电源（阳极、灯丝），适用于拥有 Colutron 型号 E-1 或 E-2 离子枪控制器并将其系统转换为使用 RFIS-100 离子源运行的客户。与安装在Plexiglas外壳中可在10kV下工作的标准Colutron DC（灯丝）离子源电源一样，新型RF-100电源系统也采用隔离设计，可在高达20kV的光束下工作。电源安装在 Colutron E-1 和 E-2 控制单元上的同一插槽中。RF-100 还包括离子源电缆和数字热电偶真空计，用于监测离子源压力。
用于 RFIS-100 离子源的 CU-1 型冷却装置
用于 RFIS-100 型离子源的闭式循环冷却装置现已上市。
CU-1 冷却装置使用非导电制冷剂 （HFC-134a），允许离子源浮动至至少 20kV。冷却系统使用 1/4 马力的高温冷凝装置来去除离子源散发的热量。制冷剂 HFC-134a 的液体和气体混合物由压缩机加压，并通过离子源循环。制冷剂通过压缩机的低压侧返回，制冷剂中的热量从风扇吹制的冷凝盘管中带走，然后储存在储罐中。通过安装在回流（吸气）侧的温度传感器来监测从离子源返回制冷剂的温度。冷却装置不需要膨胀阀即可正常运行。压力开关安装在压缩机的高压侧，如果压缩机压力超过 175 psi，它将关闭泵。包括低压和高压表，用于监控冷却装置的正常运行，以及用于连接 RFIS-100 离子源的高压制冷软管。
