使用LORENTZ粒子与粒子束轨迹仿真分析软件进行离子源建模

LORENTZ是基于IES（Integrated Engineering Software）边界元方法（BEM）代码的带电粒子光线追踪软件包。目前，LORENTZ有四种不同版本：

• LORENTZ-2D：二维（2D）和旋转对称（RS）
• LORENTZ-E：三维静电场
• LORENTZ-M：三维磁静场
• LORENTZ-EM：三维混合静电场和磁静场

LORENTZ支持所有不同版本的Windows系统，具有与微软标准界面高度兼容的图形用户界面（GUI）。所有与软件的交互都是通过对话框和菜单结构进行的，这与一些需要通过繁琐且容易出错的ASCII文件与程序交互的软件形成鲜明对比。用户可以通过自带的几何建模器快速定义任一复杂的结构。标准几何实体库包括线、弧、样条曲线、平面、球体等。此外，通过旋转不同的基本实体可以生成任意的表面和体积。

Cs+溅射离子源

1973年，Middleton和Adams开发了一种新型离子源，该离子源通过使用Cs+离子溅射固体表面来产生负离子。由于这种设计能够生成几乎任一元素的高强度离子，且能量分布低、维护量少，因此得到了广泛应用。原理上，正电荷的铯离子将从左侧的球形电离器中提取并加速到结构蕞右端的靶上。由于重铯离子与靶表面的碰撞，带负电荷的碳离子将从表面溅射出来。这些溅射离子随后将被加速到位于几何结构蕞左侧的输出窗口。

原始离子源

起初，Ionex 846 Cs溅射源使用有限差分（FD）网格进行建模。FD方法利用每个坐标方向上的截断泰勒级数展开，通过该展开式，微分算子在覆盖整个感兴趣区域的矩形网格上的每个点上进行离散化。该方法的蕞大优点在于其易于实现，因为微分算子可以不经过太多的预处理就轻松建模。当然，代价在于相较于更复杂的方法，精度较低、速度较慢、边界建模较差。另一方面，基于BEM的LORENTZ通过求解结构边界上的电荷分布来工作。知晓这些电荷后，可以直接计算出空间中任意位置的电势和场。如果结构中没有空间电荷存在，LORENTZ将自动在分配有边界条件的段上放置边界元，这就是所需的一切。

LORENTZ-2D是一款功能强大的边界元软件包，特别适用于带电粒子光学分析。如果您想了解更多关于LORENTZ软件的信息，请联系睿驰科技。