基本解釋
離子源離子源是一門具有廣泛套用領域的學科，在許多基礎研究領域如原子物理、等離子化學、核物理等研究中，離子源都是十分重要不可缺少的設備。
類型
高頻
利用稀薄氣體中的高頻放電現象使氣體電離，一般用來產生低電荷態正離子，有時也從中引出負離子，作為負離子源使用。
在高頻電場中，自由電子與氣體中的原子(或分子)碰撞，並使之電離。帶電粒子倍增的結果，形成無極放電，產生大量電漿。高頻離子源的放電管一般用派勒克斯玻璃或石英管制作。高頻場可由管外螺線管線圈產生，也可由套在管外的環形電極產生。前者稱為電感耦合,後者稱為電容耦合高頻振盪器頻率為10～10Hz，輸出功率在數百瓦以上。
從高頻離子源中引出離子可有兩種方式。一種是在放電管頂端插入一根鎢絲作為正極，在放電管尾端裝一帶孔負電極，並把該孔做成管形，從中引出離子流。另一種方式是把正極做成帽形，裝在引出電極附近，而放電區則在它的另一側。不管採用哪種引出方式，金屬電極都要用石英或玻璃包起來，以減少離子在金屬表面的複合。
在高頻放電區域中加有恆定磁場時，由於共振現象可提高放電區域中的離子濃度。有時，還在引出區域加非均勻磁場來改善引出。
弧放電
在均勻磁場中，由陰極熱發射電子維持氣體放電的離子源。為了減少氣耗，放電區域往往是封閉的。陽極做成筒形，軸線和磁場方向平行。磁場能很好地約束陰極所發射的電子流，在陽極腔中使氣體的原子（或分子）電離，形成電漿密度很高的弧柱。離子束可以垂直於軸線方向的側向引出，也可以順著軸線方向引出。
磁場約束
離子源為產生非氣態元素的離子，將該元素饋入離子源的方法有多種。簡單的方法是使用氣體化合物，也可導入該元素的蒸氣。某些固體物質還可鍍在陰極表面或陽極腔壁上，靠放電中的濺射作用將該物質導入放電區。
雙電漿
在非均勻磁場中工作的一種弧放電離子源它的電極系統和磁系統都經過精心安排,使得放電產生的電漿發生兩次收縮（幾何箍縮和磁箍縮）。由於引出的離子流強度大、亮度高、而主體結構又比較緊湊，使用十分普遍。
大功率的雙電漿離子源能產生安培級以上的正離子束，是一種有效的強流離子源。正離子被中和以後，就轉化為中性束。從雙電漿離子源中可以直接引出負離子束，也可以先引出正離子束，再用間接方法得到負離子。
雙彭源
雙電漿離子源和PIG離子源的綜合。大功率的雙彭源是一種單電荷態的強流離子源，可以引出安培級以上的離子流。
小型裝置也有用來作為多電荷重離子源的。
從外形結構看，雙彭源只是在雙電漿離子源的陽極外側增設一個對陰極。但從放電原理看，它兩種離子源有很大差別。前三個電極組成類似於雙電漿離子源的系統，看作是一個電子源。由於對陰極上加有和中間電極相同或更負些的電壓，電子就在中間電極和對陰極之間反射振盪,改善了電離。
轉荷型負
利用正離子束轉荷產生負離子的裝置。正離子束與固體物質表面相互作用，或通過氣體靶俘獲電子就能轉化成負離子束。正離子束可以由小型雙電漿離子源提供。如果採用高頻離子源，只要把引出電極的孔道加長，就能得到負離子束。
濺射型負
離子源目前離子源技術還在不斷地發展著。環形雙電漿離子源大型雙彭源已可提供百安級的氫正離子流磁控管型負離子源已得到安培級的氫負離子束。一些小型離子源，則具有低能散、低功耗、低氣耗、長壽命等特色。在產生多電荷重離子束的實驗裝置（如電子迴旋共振離子源、電子束離子源）中，都已得到電荷態很高的重離子。這些新型裝置已逐漸被回旋加速器所採用。而能產生高溫電漿的利用慣性約束的雷射離子源，也產生了高電荷態離子。
採用組合加速方法的重離子加速系統中，前級加速器將電荷態較低的重離子加速到兆電子伏每核子的能量，穿過固體剝離膜或氣體剝離器，將一部分軌道電子剝去，提高電荷態後在主加速器中繼續加速，以得到較高的能量增益。在這種組合加速系統中，前級加速器和剝離器，可以被看成是一種特殊的重離子源系統。
離子束
似一致的速度沿幾乎同一方向運動的一群離子。
離子源是用以獲得離子束的裝置。在各類離子源中，用得最多的是電漿離子源，即用電場將離子從一團電漿中引出來。這類離子源的主要參數由電漿的密度、溫度和引出系統的質量決定。屬於這類離子源的有:潘寧放電型離子源射頻離子源、微波離子源、雙電漿源、富立曼離子源等。另一類使用較多的離子源是電子碰撞型離子源，主要用於各種質譜儀器中。此外，離子源還有表面電離源、光致電離離子源、液態金屬離子源等類型。
主要參數
①離子束流強
即能夠獲得的有用離子束的等效電流強度，用電流單位A或mA表示。
②有用離子百分比
即有用離子束占總離子束的百分比。一般來說，離子源給出的總離子束包括單電荷離子、多電荷離子、各種分子離子和雜質元素離子等的離子束。
③能散度
由於離子的熱運動和引出地點的不同，使得離子源給出的離子束的能量對要求的單一能量有一定離散，一般希望能散度儘量小，在高精度的離子束套用中尤其是這樣。
④束的聚焦性能
以離子束的截面和張角表示。聚焦不好的離子束在傳輸過程中會使離子大量丟失。獲得良好聚焦特性的離子束的最終障礙是束中離子之間的靜電排斥力，為了克服這一障礙，應儘早使離子獲得較高能量。
⑤離子源的效率
以離子束形式引出的工作物質占總消耗的工作物質的比例。
⑥工作壽命
離子源一次安裝以後使用的時間。
離子束裝置
從離子源獲得的離子束的能量一般從幾百電子伏到幾萬電子伏。因為用高引出電壓方式獲得較高能量的離子束受到擊穿的限制，所以必須使離子在電場和磁場中加速,這類裝置叫做加速器(見粒子加速器)使用各種加速器可以使離子獲得很高的能量（如幾百吉電子伏），也可以使離子減速，以獲得能量較低的（如幾十電子伏）但流強很高的離子束。
套用
離子源從20世紀60年代開始，人們將一定量的硼、磷或其他元素的離子注入到半導體材料中，形成摻雜。摻雜的深度可用改變離子的能量來控制；摻雜的濃度可通過積分離子流強度來控制。離子注入方法的重複性、可靠性比擴散法好。離子注入摻雜在半導體大規模積體電路的生產中已成為重要環節，用離子注入法取代舊的擴散等工藝在有些器件中已成為必然趨勢。
離子注入在金屬材料的改性中獲得的結果十分引人注目。在常用金屬的離子注入改性中，可以提高金屬的硬度、抗腐蝕性能和抗疲勞強度，降低金屬的磨損率。某些絕緣材料如陶器、玻璃、有機材料經離子束照射以後，性質發生重要的變化，獲得新的用途。
離子束照射和摻雜的過程是非熱平衡過程，因此用這種方法可以獲得用一般冶金和化工方法無法得到的新材料。能量較低(50～400keV)的專門用於離子注入的小型加速器“離子注入機”，已成為一種專門設備，體積相當於一台電子顯微鏡或高壓示波器，使用維護都很方便。在類金剛石材料、高溫超導材料、磁性材料、感光材料等的研究中，已廣泛套用離子束，一門新興的冶金學──“離子注入冶金學”正在形成。
②離子束分析
具有一定能量的離子與物質相互作用會使其發射電子、光子、X射線等，還可能發生彈性散射、非彈性散射以及核反應，產生反彈離子、反衝核、γ射線、氫核、氚核、粒子等核反應產物，可以提供有關該物質的組分、結構和狀態等信息。利用這些信息來分析樣品統稱離子束分析。在離子束分析方法中，比較成熟的有背散射分析X射線螢光分析、核反應分析和溝道效應（見溝道效應和阻塞效應）與其他分析相結合的分析方法等。此外，利用低能離子束還可作表面成分分析,如離子散射譜(ZSS)、次級離子質譜(SZMS)等。超靈敏質譜（加速器質譜）、帶電粒子活化分析、離子激發光譜、離子激發俄歇電子譜等正在發展中。用於離子束分析的MV級加速器已有專門的商業化設備。
③離子束加工
較低能量的離子束廣泛用於工業加工，如離子減薄、離子拋光、離子束打孔、離子束刻蝕、離子束濺射金屬膜等。
