高压隔离波导的制作方法

本公开涉及ecr（electron cyclotron resonance，电子回旋共振）离子源及微波传输领域，特别涉及一种高压隔离波导。

背景技术：

1、ecr离子源是一种基于磁场中电子回旋共振、微波加热电离的磁约束等离子体装置。在稳态的外磁场中，这些电子受洛伦兹力的作用在垂直磁力线的平面中作拉莫尔（lamor）回旋运动，当馈入的微波频率与电子的回旋频率相等时，会发生回旋共振。此时电子通过共振吸收微波能量，得到加热后与工作气体碰撞，使气体电离从而产生等离子体。其中，等离子体中的正离子被施加于引出系统上的高压电场所加速，通过电极上的引出孔逃逸出等离子体，形成离子束流。ecr离子源工作时离子源源体处于几十千伏的高电位，而采用的微波系统处于低电位，因此需要在微波系统与离子源源体之间加入一段高压隔离波导，防止离子源由于高压短路而无法正常工作。

2、现有的隔离波导，例如cn111416185b公开了一种用于ecr离子源的高压隔离波导，但是，该隔离波导未考虑地端波导与高压端波导间的准直定位，存在对位不齐而导致驻波过大的风险，驻波过大会导致绝缘薄片被损坏。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种高压隔离波导，用于2.45ghz ecr离子源微波传输过程中的高压隔绝及微波耦合。

2、本公开提供了一种高压隔离波导，包括绝缘环、绝缘块、绝缘片、地端波导和位于高压端的脊波导，其中：

3、所述绝缘环为环形管状结构，且由下至上依次开设有呈阶梯状的第一环状凹槽、薄槽和第一波导定位槽，所述绝缘块固定于所述第一环状凹槽内，所述绝缘片卡接于所述薄槽内且贴合所述绝缘块顶面，所述绝缘块中部开设有第二波导定位槽；

4、所述脊波导底部设置有第一波导定位法兰，所述第一波导定位法兰卡接于所述第一波导定位槽内且底面贴合所述绝缘片的一侧；

5、所述地端波导顶部设置有第二波导定位法兰，所述第二波导定位法兰卡接于所述第二波导定位槽内且顶面贴合所述绝缘片的另一侧。

6、可选地，所述绝缘块为两个半圆绝缘块，所述两个半圆绝缘块与所述绝缘环螺栓连接。

7、可选地，所述第一环状凹槽内周向均匀开设有多个螺孔，每个所述半圆绝缘块开设有匹配所述螺孔的通孔；

8、所述高压隔离波导还包括与所述螺孔数量对应的多个螺栓，所述螺栓穿过所述通孔旋入所述螺孔，以将每个所述半圆绝缘块固定于所述绝缘环。

9、可选地，所述绝缘环外侧间隔开设有多个第二环状凹槽。

10、可选地，所述第一波导定位法兰和第二波导定位法兰的横截面均为长圆形。

11、可选地，所述脊波导还包括横截面渐缩的第一波导腔，所述第一波导腔与所述第一波导定位法兰连通；

12、所述地端波导还包括横截面为矩形的第二波导腔，所述第二波导腔与所述第二波导定位法兰连通。

13、可选地，所述脊波导还设置有冷却水路，所述冷却水路设置于所述第一波导腔外周，用于降低所述第一波导腔的温度。

14、可选地，所述第二波导定位槽分别与所述第二波导腔和所述第二波导定位法兰相匹配。

15、可选地，所述绝缘环和绝缘块采用相同的绝缘材料，所述绝缘片的材料为聚四氟乙烯。

16、可选地，所述脊波导为三阶脊波导。

17、与现有技术相比，本公开提供的高压隔离波导，至少具有以下有益效果：

18、1）结构设计的过程中考虑了地端波导和位于高压端的脊波导间的准直、定位，保证波导间完美对齐，避免由于对位不齐，导致驻波过大，进而导致绝缘膜损坏；

19、2）将高压隔离波导和脊波导结合，减小了部件总体积，进一步可以减少整个ecr离子源的体积；

20、3）高压隔绝波导脊波导处设置有水冷，能够降低高压隔离波导的温度，避免绝缘膜损坏。

1.一种高压隔离波导，其特征在于，包括绝缘环（1）、绝缘块（2）、绝缘片（6）、地端波导（3）和位于高压端的脊波导（4），其中：

2.根据权利要求1所述的高压隔离波导，其特征在于，所述绝缘块（2）为两个半圆绝缘块，所述两个半圆绝缘块与所述绝缘环（1）螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的高压隔离波导，其特征在于，所述第一环状凹槽（14）内周向均匀开设有多个螺孔（13），每个所述半圆绝缘块开设有匹配所述螺孔（13）的通孔（21）；

4.根据权利要求1所述的高压隔离波导，其特征在于，所述绝缘环（1）外侧间隔开设有多个第二环状凹槽（15）。

5.根据权利要求1所述的高压隔离波导，其特征在于，所述第一波导定位法兰（41）和第二波导定位法兰（31）的横截面均为长圆形。

6.根据权利要求1所述的高压隔离波导，其特征在于，所述脊波导（4）还包括横截面渐缩的第一波导腔（43），所述第一波导腔（43）与所述第一波导定位法兰（41）连通；

7.根据权利要求6所述的高压隔离波导，其特征在于，所述脊波导（4）还设置有冷却水路（42），所述冷却水路（42）设置于所述第一波导腔（43）外周，用于降低所述第一波导腔（43）的温度。

8.根据权利要求6所述的高压隔离波导，其特征在于，所述第二波导定位槽（22）分别与所述第二波导腔（32）和所述第二波导定位法兰（31）相匹配。

9.根据权利要求1所述的高压隔离波导，其特征在于，所述绝缘环（1）和绝缘块（2）采用相同的绝缘材料，所述绝缘片（6）的材料为聚四氟乙烯。

10.根据权利要求1所述的高压隔离波导，其特征在于，所述脊波导（4）为三阶脊波导。