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微混合差分/三极管离子泵

阅读:1040发布:2020-08-26

IPRDB可以提供微混合差分/三极管离子泵专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种离子泵包括:至少一个电子源,其配置成将电子发射到离子泵中;至少一个阴极,其定位成从至少一个电子源越过离子泵;高压栅格,其定位在至少一个电子源和至少一个阴极之间。高压栅格配置成将电子吸引到至少一个电子源和至少一个阴极之间,在这里,电子与气体分子碰撞,造成气体分子电离。至少一个阴极配置成将电离的气体分子朝至少一个阴极吸引,使得电离的气体分子由至少一个阴极捕集或被捕集在所述至少一个阴极附近。,下面是微混合差分/三极管离子泵专利的具体信息内容。

1. 一种离子泵(100),包括:

至少一个电子源(102),其配置成将电子发射到所述离子泵(100)中;

至少一个阴极(104),其定位成从所述至少一个电子源(102)越过所述离子泵(100);

高压栅格(106),其定位在所述至少一个电子源(102)和所述至少一个阴极(104)之间;

其中,所述高压栅格(106)配置成将所述电子吸引到所述至少一个电子源(102)和所述至少一个阴极(104)之间,在这里,所述电子与气体分子碰撞,造成所述气体分子电离;

并且

其中,所述至少一个阴极(104)配置成将电离的气体分子朝所述至少一个阴极(104)吸引,使得所述电离的气体分子由所述至少一个阴极(104)捕集或被捕集在所述至少一个阴极(104)附近。

2. 根据权利要求1所述的离子泵(100),还包括定位在所述至少一个阴极(104)和所述高压栅格(106)之间的钛阵列(108);

其中,所述钛阵列(108)包括延伸远离所述至少一个阴极(104)的周期性突起(108);

其中,所述周期性突起(108)被涂以钛或由钛制成;

其中,所述电离的气体分子的第一电离气体分子撞击所述周期性突起(108)的至少第一周期性突起(108),造成第一量的钛溅射脱离所述第一周期性突起(108),而不造成所述第一电离的气体分子损失许多动量;

其中,所述第一电离的气体分子由所述至少一个阴极(104)捕集或被捕集在所述至少一个阴极(104)附近;

其中,所述第一量的钛将此前嵌入的电离的气体分子掩埋在所述至少一个阴极(104)处或所述至少一个阴极(104)附近;并且其中,此前掩埋的电离的气体分子不被所述第一量的钛从所述第一周期性突起(108)的溅射脱离所释放,因为所述此前掩埋的电离的气体分子不被掩埋在所述周期性突起(108)中。

3. 一种制造离子泵的方法(500),包括:

将至少一个电子源定位在所述离子泵内,所述至少一个电子源配置成将电子发射到所述离子泵中(502);

将至少一个阴极定位成从所述至少一个电子源越过所述离子泵(504);

将高压栅格定位在所述至少一个电子源和所述至少一个阴极之间(506);

其中,所述高压栅格配置成将所述电子吸引到所述至少一个电子源和所述至少一个阴极之间,在这里,所述电子与气体分子碰撞,造成所述气体分子电离(506);并且其中,所述至少一个阴极配置成将电离的气体分子朝所述至少一个阴极吸引使得所述电离的气体分子由所述至少一个阴极捕集或被捕集在所述至少一个阴极附近(506)。

说明书全文

微混合差分/三极管离子泵

[0001] 优先权/权益要求本专利申请要求提交于2014年4月24日的名称为“MICRO HYBRID DIFFERENTIAL/TRIODE ION PUMP(微混合差分/三极管离子泵)”的美国临时专利申请号61/983,750的权益,该申请以引用方式并入本文中。
[0002] 相关申请的引用本专利申请与以下申请有关:
提交于2014年2月24日的名称为“THIN FILM EDGE FIELD EMITTER BASED MICRO ION PUMP(基于薄膜边缘场发射器的微离子泵)”的美国临时专利申请号61/943,778,该申请以引用方式并入本文中;以及
提交于2014年5月14日的名称为“THIN FILM EDGE FIELD EMITTER BASED MICRO ION PUMP(基于薄膜边缘场发射器的微离子泵)”的美国专利申请号14/277,309,该申请以引用方式并入本文中。

背景技术

[0003] 冷原子传感器使用在小封装中的低压/超高真空(UHV)。通过消除泄漏来维持超高真空是困难的。泵常被使用,以便维持超高真空达传感器的使用寿命。一些现有的泵体积大于10立方厘米,该体积大于一些传感器的整个体积。一些现有的泵使用潘宁阱(Penning traps),其使用强磁场来捕集(trap)电子。磁场可与冷原子传感器相互作用。

发明内容

[0004] 离子泵包括:至少一个电子源,其配置成将电子发射到离子泵中;至少一个阴极,其定位成从至少一个电子源越过离子泵;高压栅格,其定位在至少一个电子源和至少一个阴极之间。高压栅格配置成将电子吸引到至少一个电子源和至少一个阴极之间,在这里,电子与气体分子碰撞,造成气体分子电离。至少一个阴极配置成将电离的气体分子朝至少一个阴极吸引,使得电离的气体分子由至少一个阴极捕集(trap)或被捕集在其附近。

附图说明

[0005] 理解到附图仅示出示例性实施例,并且因此不被视为限制范围,通过使用附图将以另外的特定性和细节来描述示例性实施例,在附图中:图1是示例性离子泵的剖视透视图。
[0006] 图2A是图1的示例性离子泵的剖视俯视图。
[0007] 图2B是另一个示例性离子泵的剖视俯视图。
[0008] 图2C是另一个示例性离子泵的剖视俯视图。
[0009] 图2D是另一个示例性离子泵的剖视俯视图。
[0010] 图3是另一个示例性离子泵的剖视俯视图。
[0011] 图4是另一个示例性离子泵的剖视俯视图。
[0012] 图5是制造示例性离子泵的示例性方法的流程图。
[0013] 根据惯例,各种描述的特征未按比例绘制,而是为了突出与示例性实施例有关的具体特征而绘制。

具体实施方式

[0014] 在下面的详细描述中,参考形成本申请的一部分的附图,在附图中,以示意性的方式来显示具体的示例性实施例。然而,应当理解,其它实施例可以被利用,并且可以进行逻辑、机械和电学改变。此外,附图和说明书中提供的方法不应理解为限制各个步骤可被执行的次序。因此,以下详细描述不应被视为具有限制意义。
[0015] 本文所述示例性的离子泵(和更具体地,微混合差分/三极管离子泵)具有小于1立方厘米的体积并且不需要磁场。示例性的离子泵被优化以泵送稀有气体,因为其它气体可随吸气剂材料泵送。示例性的离子泵在小的体积内具有差分离子泵和三极管离子泵两者的益处。
[0016] 图1是示例性离子泵100的框图。示例性离子泵100包括至少一个电子源102、至少一个阴极104、定位在至少一个电子源102和至少一个阴极104之间的高压(静电势)栅格106、以及定位在至少一个阴极104和高压栅格(grid)106之间的可选的钛(Ti)阵列108。
[0017] 在示例性实施例中,至少一个电子源102包括多个电子源102。在示例性实施中,所述多个电子源102在第一平面中彼此平行。在其它示例性实施中,所述多个电子源102的第一部分在第一平面上,并且所述多个电子源102的第二部分在第二平面上。在示例性实施中,第二平面垂直于第一平面。在示例性实施中,第一平面和第二平面中的至少一个表面积为大约1平方厘米。在示例性实施例中,至少一个电子源102包括场发射器阵列。在示例性实施中,场发射器阵列是实现场发射的大规模并行场发射器阵列。在示例性实施例中,至少一个电子源102包括边缘发射器,其生成足够的电子流,使得足够的气体分子被电离,甚至在没有由潘宁阱实现的增强的情况下。在示例性实施例中,至少一个电子源102包括边缘发射器、锐利尖端、β发射器、和/或热电子发射器的任何组合。边缘发射器是相比锐利尖端较不易被烧毁的,并且由“栅”层提供针对离子轰击的保护。
[0018] 在示例性实施例中,至少一个阴极104包括多个阴极104。在示例性实施中,所述多个阴极104在第三平面上彼此平行。在其它示例性实施中,所述多个阴极104的第一部分在第三平面上,所述多个阴极104的第二部分在第四平面上。在示例性实施中,第四平面垂直于第三平面。在示例性实施中,第三平面垂直于第二平面。在示例性实施中,第四平面垂直于第一平面。在示例性实施中,第三平面和第四平面中的至少一个表面积为大约1平方厘米。在示例性实施中,至少一个阴极104是泵壁110的一部分。在示例性实施例中,阴极由不锈钢制成。
[0019] 在包括可选的钛阵列108的示例性实施例中,可选的钛阵列108包括定位在至少一个阴极104的第三(和/或第四)平面上的钛突起。在示例性实施例中,至少一个阴极104是离子泵100的泵壁110的一部分,并且可选的钛阵列108是在阴极的部分上的涂层。
在示例性实施例中,至少一个阴极104是离子泵100的泵壁110的一部分,并且可选的钛阵列108定位在阴极上。在其中至少一个阴极104是离子泵100的泵壁110的一部分并且可选的钛阵列108定位在泵壁110上和/或是阴极的部分上的涂层的示例性实施中,可选的钛阵列108包括远离阴极的突起。在示例性实施中,这些突起垂直于阴极。
[0020] 在示例性实施例(例如,图2A-2B中所示实施例)中,电子源102的两个平面(例如,包括场发射器和相关联的栅的电子发射器)被制造和连接为成直角,并且阴极104的两个平面(包括至少一个阴极104和可选的钛阵列108)被构造和连接为成直角,并且这两个直角与绝缘材料连接成箱体形状,其中阴极104与电子源102(例如,包括场发射器和相关联的栅的电子发射器)相对,形成四个壁。在示例性实施例中,自支撑的栅格连接到绝缘平面(其表面积为大约1平方厘米)并且附接到箱体的基部。在其中每个平面为大约1平方厘米的实施例中,箱体的总体积为大约1立方厘米。
[0021] 在示例性实施例中,泵基部连接到真空系统的内壁,并且由离子泵100形成的箱体的第六开口侧连接到具有将被泵送的体积的室。在示例性实施中,室的体积显著大于离子泵100的体积。在示例性实施例中,经由真空馈通实现从栅、栅格和阴极到离子泵100封装件的外部的电连接。
[0022] 在示例性实施例中,从电子源102发射的电子从电子源102朝位于离子泵100的中心附近的高压栅格106被加速。电子朝向高压栅格106被吸引。在示例性实施例中,电子大部分错过栅格线并且经过高压栅格106。在示例性实施中,高压栅格上的电压可被调整,使得在几乎行进至离子泵100的相对的壁之后,电子再次朝着并穿过高压栅格转向和加速返回。在示例性实施例中,这一次,电子与另一个泵壁112碰撞。在这一往返旅行过程中,电子会电离位于离子泵100内的气体分子。在示例性实施中,来自泵所通往的更大室的气体分子移动进入离子泵100并且被电子电离。
[0023] 在示例性实施例中,差分离子泵送和三极管离子泵送两者结合以增强稀有气体泵送。在实现差分离子泵送的示例性实施例中,至少一个电子源102所处的离子泵100的场发射壁的“栅(gate)”层由钽(Ta)制成和/或涂有钽。在示例性实施例中,可见于高压栅格106和至少一个电子源102之间的气体离子将朝向栅层加速,在栅层处,气体离子会与栅层碰撞并被中和。在示例性实施例中,气体离子将钽(Ta)溅射脱离栅,这将有助于泵送活性气体或掩埋稀有气体,但不会导致碰撞的气体离子的永久性泵送。在示例性实施中,该气体离子将需要被再次电离,以寻求被下列机制之一泵送的另一次机会。在示例性实施中,中和的分子中的一些将以足够的能量弹离栅层,以捕集在相对的壁中,在这里,它们将被随后溅射的钽(Ta)和/或钛(Ti)掩埋并且被永久地泵送。在示例性实施中,由于其高原子量,钽(Ta)被用作在栅壁上的涂层,增加了将被弹回以在相对侧上被泵送的气体离子的部分。
[0024] 在实现三极管泵送的示例性实施例中,与电子源102相对的一个或多个泵壁110被接地,从而将整个泵壁110变成至少一个阴极104。由于电压被调整、配置和/或布置成使得电子不撞击至少一个阴极104,因此在至少一个阴极104中测量的任何电流都归因于离子。因此,在至少一个阴极104中测量的电流是在离子泵100中的压力的量度。这是使用高压栅格106而不是泵壁之间的电压差(例如,在带有至少一个电子源102的一个或多个泵壁112与带有至少一个阴极104的一个或多个泵壁110之间的电压差)来加速离子的优点。这样,至少一个阴极104作为用于离子泵100的压力表起作用。在其它实施中,从发射器向栅层泄漏的电子流将与该栅层上的离子流结合,并且将为大的本底电流,从该本底电流将难以提取非常小的离子流。在示例性实施例中,钛阵列108定位成在至少一个阴极104和高压栅格106之间邻近至少一个阴极104。在示例性实施中,钛阵列108包括与泵壁
110成直角的规则性的突起,其被涂以钛(Ti)或由钛制成。在示例性实施例中,朝至少一个阴极104加速的离子和从电子源102的钽(Ta)栅层反弹的分子可能以掠射角撞击钛阵列
108的突起,溅射掉钛(Ti),而不损失许多动量。在示例性实施中,离子可能会继续并且在至少一个阴极104处或附近被埋入泵壁110中。在示例性实施中,泵壁110由不锈钢制成。
在示例性实施例中,溅射的钛(Ti)将掩埋在泵壁110中此前嵌入的稀有气体分子。由于不被掩埋在钛阵列108的钛(Ti)突起中,钛(Ti)溅射不会释放此前掩埋的气体。这会显著增强稀有气体泵送。
[0025] 图2A是示例性离子泵100的实施例示例性离子泵100A的剖视俯视图。示例性离子泵100A包括定位在离子泵100A的第一壁202和/或第二壁204处的至少一个电子源102、定位在离子泵100A的第三壁206和/或第四壁208处的至少一个阴极104、定位在至少一个电子源102和至少一个阴极104之间的高压(静电势)栅格106、以及定位成在至少一个阴极104和高压栅格106之间邻近至少一个阴极104的钛阵列108。示例性离子泵
100A以与上文所述一般的示例性离子泵100类似的方式操作。虽然由至少一个电子源102覆盖的区域示出为覆盖第一壁202和第二壁204的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第一壁202和第二壁204被至少一个电子源102覆盖。虽然由至少一个阴极104覆盖的区域示出为覆盖第三壁206和第四壁208的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第三壁206和第四壁208被至少一个阴极104覆盖。
[0026] 图2B是示例性离子泵100的实施例示例性离子泵100B的剖视俯视图。示例性离子泵100B包括定位在离子泵100B的第一壁202和/或第二壁204处的至少一个电子源102、定位在离子泵100B的第三壁206和/或第四壁208处的至少一个阴极104、定位在至少一个电子源102和至少一个阴极104之间的高压(静电势)栅格106、以及定位成在至少一个阴极104和高压栅格106之间邻近至少一个阴极104的可选的钛阵列108。示例性离子泵100B以与上文所述示例性的离子泵100和100A类似的方式操作。示例性离子泵100B与示例性离子泵100A的区别在于钛阵列108为可选的。虽然由至少一个电子源102覆盖的区域示出为覆盖第一壁202和第二壁204的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第一壁202和第二壁204被至少一个电子源102覆盖。虽然由至少一个阴极104覆盖的区域示出为覆盖第三壁206和第四壁208的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第三壁206和第四壁208被至少一个阴极104覆盖。
[0027] 图2C是示例性离子泵100的实施例示例性离子泵100C的剖视俯视图。示例性离子泵100C包括定位在离子泵100C的第一壁202处的至少一个电子源102、定位在离子泵100C的第三壁206处的至少一个阴极104、定位在至少一个电子源102和至少一个阴极104之间的高压(静电势)栅格106、以及定位成在至少一个阴极104和高压栅格106之间邻近至少一个阴极104的可选的钛阵列108。示例性离子泵100C以与上文所述示例性的离子泵100、100A和100B类似的方式操作。示例性离子泵100C与示例性离子泵100B的区别在于,至少一个电子源102仅定位在离子泵100C的第一壁202处,并且至少一个阴极104仅定位在离子泵100C的第三壁206处。虽然由至少一个电子源102覆盖的区域示出为覆盖第一壁202的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第一壁202被至少一个电子源102覆盖。虽然由至少一个阴极104覆盖的区域示出为覆盖第三壁206的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第三壁206被至少一个阴极104覆盖。
[0028] 图2D是示例性离子泵100的实施例示例性离子泵100D的剖视俯视图。示例性离子泵100D包括定位在离子泵100D的第二壁204处的至少一个电子源102、定位在离子泵100D的第三壁206处的至少一个阴极104、定位在至少一个电子源102和至少一个阴极104之间的高压(静电势)栅格106、以及定位成在至少一个阴极104和高压栅格106之间邻近至少一个阴极104的可选的钛阵列108。示例性离子泵100D以与上文所述示例性的离子泵100、100A、100B和100C类似的方式操作。示例性离子泵100D与示例性离子泵100C的区别在于,至少一个电子源102仅定位在离子泵100D的第二壁204处,并且至少一个阴极
104仅定位在离子泵100D的第三壁206处。虽然由至少一个电子源102覆盖的区域示出为覆盖第二壁204的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第二壁204被至少一个电子源102覆盖。虽然由至少一个阴极104覆盖的区域示出为覆盖第三壁206的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第三壁206被至少一个阴极104覆盖。
[0029] 图3是示例性离子泵300的剖视俯视图。示例性离子泵300形状为圆柱形的,并且包括定位在离子泵300的第一弯曲壁302处的至少一个电子源102、定位在离子泵300的第二弯曲壁304处的至少一个阴极104、定位在至少一个电子源102和至少一个阴极104之间的高压(静电势)栅格106、以及定位成在至少一个阴极104和高压栅格106之间邻近至少一个阴极104的可选的钛阵列108。示例性离子泵300以与上文所述示例性的离子泵100、100A、100B、100C和100D类似的方式操作。示例性离子泵300与示例性离子泵100C的区别在于,示例性离子泵300形状为圆柱形的而不是立方体形的,使得至少一个电子源102定位在离子泵300的第一弯曲壁302处,并且至少一个阴极104定位在离子泵300的第二弯曲壁304处。虽然在示例性离子泵300中所示第一弯曲壁302和第二弯曲壁304占据圆柱形离子泵300的表面的大约50%,在其它实施例中,第一弯曲壁302和第二弯曲壁304占据圆柱形离子泵300的表面的不同量。
[0030] 图4是示例性离子泵400的剖视俯视图。示例性离子泵400形状为三角形的,并且包括定位在示例性离子泵400的第一壁402和/或第二壁404处的至少一个电子源102、定位在离子泵400的第三壁406处的至少一个阴极104、定位在至少一个电子源102和至少一个阴极104之间的高压(静电势)栅格106、以及定位成在至少一个阴极104和高压栅格106之间邻近至少一个阴极104的可选的钛阵列108。示例性离子泵400以与上文所述示例性的离子泵100、100A、100B、100C、100D和300类似的方式操作。示例性离子泵400与示例性离子泵100B的区别在于,示例性离子泵300形状为三角形的而不是立方体形的,使得至少一个电子源102定位在离子泵400的第一壁402和/或第二壁404处,并且至少一个阴极104定位在离子泵400的第三壁406处。虽然由至少一个电子源102覆盖的区域示出为覆盖第一壁402和第二壁404的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第一壁
402和第二壁404被至少一个电子源102覆盖。虽然由至少一个阴极104覆盖的区域示出为覆盖第三壁406的一定百分比,但在其它实施例中更大或更小量的第三壁406被至少一个阴极104覆盖。
[0031] 图5是制造示例性离子泵的示例性方法500的流程图。示例性方法500始于框502处,其中将至少一个电子源定位在离子泵内,该电子源配置成发射电子。示例性方法500继续至框504,其中将至少一个阴极定位成从至少一个电子源越过离子泵。示例性方法500继续至框506,其中将高压栅格定位在至少一个电子源和至少一个阴极之间,其中,高压栅格配置成将电子吸引到至少一个电子源和至少一个阴极之间,在这里,电子与气体分子碰撞,造成气体分子电离,其中,电离的气体分子朝向至少一个阴极被吸引并且由至少一个阴极捕集或被捕集在其附近。
[0032] 在示例性实施例中,处理装置配置成控制至少一个电子源102、至少一个阴极104和高压栅格106中的至少一者。在示例性实施例中,处理装置包括在离子泵中使用的软件程序、固件或用于执行各种方法、过程任务、计算和控制功能的其它计算机可读指令或者与该软件程序、固件或其它计算机可读指令一起起作用。这些指令通常存储在任何合适的计算机可读介质上,该介质用于存储计算机可读指令或数据结构。计算机可读介质可以实现为任何可用介质,其可由通用或专用计算机或处理器、或任何可编程逻辑装置访问。合适的处理器可读介质可包括存储装置或存储器介质,例如磁性介质或光学介质。例如,存储装置或存储器介质可包括常规的硬盘、光盘-只读存储器(CD-ROM)、易失性或非易失性介质,例如随机存取存储器(RAM) (包括但不限于同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双倍数据速率(DDR) RAM、RAMBUS、动态RAM (RDRAM)、静态RAM (SRAM)等)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程ROM (EEPROM)和闪存等。合适的处理器可读介质也可包括传输介质,例如经由诸如网络和/或无线链路的通信介质传送的电信号、电磁信号或数字信号。
[0033] 虽然本文已举例说明和描述了具体实施例,但本领域的普通技术人员应当理解,预计实现相同目的的任何布置都可替代所示的具体实施例。因此,显而易见,本发明仅受本发明权利要求书及其等同物的限制。
[0034] 示例性实施例示例1包括一种离子泵,该离子泵包括:至少一个电子源,其配置成将电子发射到离子泵中;至少一个阴极,其定位成从至少一个电子源越过离子泵;高压栅格,其定位在至少一个电子源和至少一个阴极之间;其中,高压栅格配置成将电子吸引到至少一个电子源和至少一个阴极之间,在这里,电子与气体分子碰撞,造成气体分子电离;并且其中,至少一个阴极配置成将电离的气体分子朝至少一个阴极吸引,使得电离的气体分子由至少一个阴极捕集或被捕集在所述至少一个阴极附近。
[0035] 示例2包括示例1的离子泵,其中,至少一个电子源包括栅层;并且其中,栅层涂有钽。
[0036] 示例3包括示例1-2中任一个的离子泵,还包括定位在至少一个阴极和高压栅格之间的钛阵列。
[0037] 示例4包括示例3的离子泵,其中,钛阵列包括延伸远离至少一个阴极的周期性突起;并且其中,周期性突起由钛涂覆或由钛制成。
[0038] 示例5包括示例4的离子泵,其中,电离的气体分子的第一电离气体分子撞击周期性突起的至少第一周期性突起,造成第一量的钛溅射脱离第一周期性突起,而不造成第一电离的气体分子损失许多动量;其中,第一电离的气体分子由至少一个阴极捕集或被捕集在所述至少一个阴极附近;并且其中,第一量的钛将此前嵌入的电离的气体分子掩埋在至少一个阴极处或附近。
[0039] 示例6包括示例5的离子泵,其中,此前掩埋的电离的气体分子不被第一量的钛从第一周期性突起的溅射脱离释放,因为此前掩埋的电离的气体分子不被掩埋在周期性突起中。
[0040] 示例7包括示例1-6中的任一个的离子泵,其中,至少一个阴极包括定位成从至少一个电子源越过离子泵的接地的泵壁;并且其中,电离的气体分子被捕集在接地的泵壁中。
[0041] 示例8包括示例7的离子泵,其中,电离的气体分子至少部分地通过被随后溅射的钽或钛掩埋而被捕集在接地的泵壁中。
[0042] 示例9包括示例1-8中的任一个的离子泵,其中,至少一个电子源包括多个电子源;其中,所述多个电子源的第一部分在第一平面上;并且其中,所述多个电子源的第二部分在与第一平面相交的第二平面上。
[0043] 示例10包括示例9的离子泵,其中,第二平面垂直于第一平面。
[0044] 示例11包括示例1-10中的任一个的离子泵,其中,至少一个电子源包括边缘发射器、锐利尖端、β发射器、场发射器和热电子发射器中的至少一个。
[0045] 示例12包括示例1-11中的任一个的离子泵,其中,至少一个电子源生成足够的电子流,使得足够的气体分子被电离,甚至在没有潘宁阱的增强的情况下。
[0046] 示例13包括示例1-12中的任一个的离子泵,还包括:其中,至少一个电子源包括:电子源的第一平面;以及电子源的第二平面,其成第一直角连接到电子源的第一平面;其中,至少一个阴极包括:阴极的第三平面,其成第二直角连接到电子源的第二平面;以及阴极的第四平面,其成第三直角连接到阴极的第三平面;其中,阴极的第四平面成第四直角连接到电子源的第一平面,使得电子源的第一平面与阴极的第三平面相对,电子源的第二平面与阴极的第四平面相对,并且电子源的第一平面、电子源的第二平面、阴极的第三平面和阴极的第四平面形成箱体形状的侧面;并且其中,高压栅格定位在箱体形状内。
[0047] 示例14包括示例1-13中的任一个的离子泵,其中,高压栅格配置成通过将电子从至少一个电子源朝高压栅格加速而将电子吸引到至少一个电子源和至少一个阴极之间。
[0048] 示例15包括示例1-14中的任一个的离子泵,其中,朝高压栅格吸引的电子大部分错过高压栅格的栅格线,并且经过高压栅格。
[0049] 示例16包括示例15的离子泵,其中,在高压栅格上的电压配置成使得经过高压栅格的电子再次朝着并穿过高压栅格转向和加速返回,造成更多的气体分子电离。
[0050] 示例17包括一种制造离子泵的方法,包括:将至少一个电子源定位在离子泵内,所述至少一个电子源配置成将电子发射到离子泵中;将至少一个阴极定位成从至少一个电子源越过离子泵;将高压栅格定位在至少一个电子源和至少一个阴极之间;其中,高压栅格配置成将电子吸引到至少一个电子源和至少一个阴极之间,在这里,电子与气体分子碰撞,造成气体分子电离;并且其中,至少一个阴极配置成将电离的气体分子朝至少一个阴极吸引,使得电离的气体分子由至少一个阴极捕集或被捕集在至少一个阴极附近。
[0051] 示例18包括示例17的方法,还包括:其中,将至少一个电子源定位在离子泵内包括将第一电子源定位在第一平面上和将第二电子源定位在成第一直角连接到第一平面的第二平面上;其中,将至少一个阴极从至少一个电子源越过离子泵定位包括将第一阴极定位在成第二直角连接到第二平面的第三平面上和将第二阴极定位在成第三直角连接到第三平面的第四平面上;其中,第四平面成第四直角连接到第一平面,使得第一平面与第三平面相对,第二平面与第四平面相对,并且第一平面、第二平面、第三平面和第四平面形成箱体形状的侧面;并且其中,将高压栅格定位在至少一个电子源和至少一个阴极之间包括将高压栅格定位在箱体形状内。
[0052] 示例19包括示例17-18中的任一个的方法,还包括:将钛阵列定位在至少一个阴极和高压栅格之间,钛阵列具有延伸远离至少一个阴极的周期性突起,其中,周期性突起被涂以钛或由钛制成;其中,电离的气体分子的第一电离气体分子撞击周期性突起的至少第一周期性突起,造成第一量的钛溅射脱离第一周期性突起,而不造成第一电离的气体分子损失许多动量;其中,第一电离的气体分子由至少一个阴极捕集或被捕集在所述至少一个阴极附近;并且其中,第一量的钛将此前嵌入的电离的气体分子掩埋在至少一个阴极处或附近。
[0053] 示例20包括一种离子泵,该离子泵在第一开放侧上通往室并且配置成在该室中抽吸一定体积的空间,该离子泵包括:第一平面,包括至少第一电子源;第二平面,其包括至少第二电子源,第二平面成第一直角连接到第一平面;第三平面,其包括至少第一阴极,第三平面成第二直角连接到第二平面;第四平面,其包括至少第二阴极,第四平面成第三直角连接到第三平面;其中,第四平面成第四直角连接到第一平面,使得第一平面与第三平面相对,第二平面与第四平面相对,并且第一平面、第二平面、第三平面和第四平面形成箱体形状的侧面;高压栅格,其定位在箱体形状内,其中,高压栅格配置成将电子吸引到第一电子源和第二电子源中的至少一个与第一阴极和第二阴极中的至少一个之间,在这里,电子与气体分子碰撞,造成气体分子电离;钛阵列,其定位在第一阴极和第二阴极中的至少一个与高压栅格之间,该钛阵列具有延伸远离第一阴极和第二阴极中的至少一个的周期性突起,其中,周期性突起被涂以钛或由钛制成;其中,第一阴极和第二阴极中的至少一个配置成将电离的气体分子朝至少一个阴极吸引,使得电离的气体分子由至少一个阴极捕集或被捕集在所述至少一个阴极附近;其中,电离的气体分子的第一电离气体分子撞击周期性突起的至少第一周期性突起,造成第一量的钛溅射脱离第一周期性突起,而不造成第一电离的气体分子损失许多动量;其中,第一电离的气体分子由至少一个阴极捕集或被捕集在所述至少一个阴极附近;并且其中,第一量的钛将此前嵌入的电离的气体分子掩埋在所述至少一个阴极处或附近。
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