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溅射离子泵是一种应用于超高真空领域的真空获得设备，主要由排气组件、永磁铁、电源、泵体四部分组成。泵内没有旋转部件，具有结构简单、零噪声、无振动、不会产生油污染、无需冷剂等特点。溅射离子泵经过60余年的发展，抽速涵盖了从零点几升至几千升每秒的范围，广泛应用于高能电子束加速器、宇宙空间模拟、电子显微镜、重离子医疗机等尖端科学技术领域。目前，随着我国尖端科学仪器设备、国家重大工程等项目对超高真空环境的需求逐渐增多，溅射离子泵也开始发挥更加重要的作用。
本文为完善溅射离子泵的抽气理论，提高溅射离子泵抽气性能，首先从放电理论上分析潘宁放电现象，结合抽气单元电场分布的模拟，分析抽气单元内粒子的产生、运动、碰撞、电离、溅射、沉积、吸附等一系列物理过程，讨论上述物理过程与溅射离子泵参数及抽气性能之间的关联性。
然后，为确定溅射离子泵参数与抽气性能间的相关关系，依据气体放电、物质溅射及气体吸附等相关理论，推导出抽气性能与各参数之间的相关关系式。绘制相应的抽速曲线图并与己知的Hartwig实验修正抽速曲线相对照，确定推导公式的合理性。据此，分析阳极电压、磁感应强度、抽气单元结构、阴极板材料等参数对抽速曲线的影响，最终确定当阳极筒半径为10mm、阳极电压为7000V、磁感应强度为1200Gs、阴极板材料为金属钛时抽气单元的抽气效果良好且抽速曲线平稳。此外提出几种材料与结构的改进方案，经计算分析确定其对抽气性能确有提高效果。
最后，根据获得的各类参数，建立溅射离子泵排气组件模型，通过Ansoft Maxwell电磁场模拟软件，对溅射离子泵内部磁场分布进行模拟。根据模拟结果提出四种磁场分布类型方案，即普通型、磁铁增强型、磁轭包含型、磁轭排布型，通过对排气组件内部磁场分布及泵口漏磁量的分析，确定磁轭排布型磁场分布方案可以提供最均匀的磁场分布，对提高泵的抽气性能起到积极作用，同时对泵口的漏磁现象起到很好地抑制作用。
综上所述，本文对溅射离子泵的抽气过程进行相关理论分析，推导出抽气性能与参数间的关系式，确定了阳极筒半径、阳极电压、磁场强度、阴极材料等参数的设计优化。模拟了离子泵内部的磁场分布，提出磁轭排布型磁场分布方案，优化了泵内匀强磁场分布，降低泵口漏磁量，为国产溅射离子泵的设计优化提供一定的理论基础。
本文为完善溅射离子泵的抽气理论，提高溅射离子泵抽气性能，首先从放电理论上分析潘宁放电现象，结合抽气单元电场分布的模拟，分析抽气单元内粒子的产生、运动、碰撞、电离、溅射、沉积、吸附等一系列物理过程，讨论上述物理过程与溅射离子泵参数及抽气性能之间的关联性。
然后，为确定溅射离子泵参数与抽气性能间的相关关系，依据气体放电、物质溅射及气体吸附等相关理论，推导出抽气性能与各参数之间的相关关系式。绘制相应的抽速曲线图并与己知的Hartwig实验修正抽速曲线相对照，确定推导公式的合理性。据此，分析阳极电压、磁感应强度、抽气单元结构、阴极板材料等参数对抽速曲线的影响，最终确定当阳极筒半径为10mm、阳极电压为7000V、磁感应强度为1200Gs、阴极板材料为金属钛时抽气单元的抽气效果良好且抽速曲线平稳。此外提出几种材料与结构的改进方案，经计算分析确定其对抽气性能确有提高效果。
最后，根据获得的各类参数，建立溅射离子泵排气组件模型，通过Ansoft Maxwell电磁场模拟软件，对溅射离子泵内部磁场分布进行模拟。根据模拟结果提出四种磁场分布类型方案，即普通型、磁铁增强型、磁轭包含型、磁轭排布型，通过对排气组件内部磁场分布及泵口漏磁量的分析，确定磁轭排布型磁场分布方案可以提供最均匀的磁场分布，对提高泵的抽气性能起到积极作用，同时对泵口的漏磁现象起到很好地抑制作用。
综上所述，本文对溅射离子泵的抽气过程进行相关理论分析，推导出抽气性能与参数间的关系式，确定了阳极筒半径、阳极电压、磁场强度、阴极材料等参数的设计优化。模拟了离子泵内部的磁场分布，提出磁轭排布型磁场分布方案，优化了泵内匀强磁场分布，降低泵口漏磁量，为国产溅射离子泵的设计优化提供一定的理论基础。