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对于阳极层霍尔离子源装置本身,宽能、大束流、低气耗及低污染等指标是新一代装置的研发方向.基于拓宽装置放电电压范围的考虑,针对装置现有结构,进行了三维数值仿真建模.在现有装置的结构设计基础上,对装置磁路及结构设计进行修改,从而实现了对装置工作性能的提高.改进后的阳极层霍尔离子源放电电压范围在原有基础上扩展了50%以上,放电电压上限可以达到3000 V.改进后的装置在高电压、低气压、小电流的放电条件下运行稳定,仿真结果对装置的实际加工制造具有一定参考意义.