本实用新型属于离子源技术领域，具体涉及一种高效水冷的线性阳极层离子源，包括一具有长条状安装槽的壳体，所述安装槽的槽口中心处设有内阴极，所述内阴极的两侧对称布置有外阴极，所述外阴极与内阴极的磁极靴之间形成阴极缝隙；所述的内阴极与安装槽的槽底之间设有磁体，且在磁体与安装槽的槽壁之间设有阳极，所述的阳极为矩形空心方管，且在该矩形空心方管内通入循环冷却水对该阳极进行冷却；本实用新型提供的该线性阳极层离子源，实现对阳极的直接冷却，该技术方案的实施显著的提高了对阳极的冷却效果，且省略了传统的向阳极中埋设空心管的繁琐复杂和可靠性差的问题。