[發明專利]一種用于低能重離子的束團參數測量系統，以及一種頻率諧振選能能量測量方法

有效

• 申請號: 201310161430.7
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103207405A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 袁任賢;周偉民;冷用斌;陳之初;陳杰;葉愷容;俞路陽;閻映炳
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種用于低能重離子的束團參數測量系統，其特征在于，所述測量系統包括：步進電機驅動平臺（1），真空內測量探頭（2），數據采集系統（3）以及外部激勵源（4），其中，所述真空內測量探頭（2）包括：

由低能重離子依次穿過的前位置選擇狹縫（21）、前平板激勵電極（23）、后平板激勵電極（24）以及后位置選擇狹縫（22）；以及

位于所述后位置選擇狹縫（22）之后的法拉第筒（25）；

其中，所述前平板激勵電極（23）和后平板激勵電極（24）分別包括一對平行設置的上電極板和下電極板，所述上電極板和下電極板分別設置于所述低能重離子的束流中軸線（M）的上方和下方，所述前平板激勵電極（23）和后平板激勵電極（24）之間間隔一漂移段（26）；

其中，所述真空內測量探頭（2）裝載于所述步進電機驅動平臺（1）上，所述外部激勵源（4）分別與所述前平板激勵電極（23）和后平板激勵電極（24）電連接，并受所述數據采集系統（3）控制，以輸出激勵信號，所述數據采集系統（3）與所述法拉第筒（25）相連。

2.根據權利要求1所述的測量系統，其特征在于，所述外部激勵源（4）包括掃頻激勵源（41）和三角波激勵源（42）。

3.根據權利要求1所述的測量系統，其特征在于，所述前平板激勵電極（23）和后平板激勵電極（24）的所述上、下電極板的電極間距在汽缸或電機的驅動下改變。

4.根據權利要求3所述的測量系統，其特征在于，所述電極間距在5mm和15mm兩檔之間切換，分別用于能散度和發射度的測量。

5.根據權利要求1所述的測量系統，其特征在于，所述前位置選擇狹縫（21）和后位置選擇狹縫（22）的寬度均為20μm。

6.根據權利要求1所述的測量系統，其特征在于，所述前平板激勵電極（23）和后平板激勵電極（24）的長度以及所述漂移段（26）長度均為100mm。

7.一種頻率諧振選能能量測量方法，其特征在于，所述方法包括使用根據權利要求1-6中任意一項所述的測量系統，其中，低能重離子進入所述真空內測量探頭（2），依次穿過前位置選擇狹縫（21）、前平板激勵電極（23）、后平板激勵電極（24）以及后位置選擇狹縫（22），通過所述外部激勵源（4）調整施加到所述前平板激勵電極（23）和后平板激勵電極（24）上的諧振頻率，所述真空內測量探頭（2）在所述步進電機驅動平臺（1）的驅動下完成對所述低能重離子的束團參數的測量。

8.根據權利要求7所述的測量方法，其特征在于，所述束團參數的測量包括能散度、發射度以及離子比的測量。

9.根據權利要求8所述的測量方法，其特征在于，所述能散度的測量包括以下步驟：

1）分別調整所述前、后平板激勵電極（23，24）的電極間距，通過步進電機驅動平臺（1）驅動真空內測量探頭（2）至合適位置，在不加任何激勵功率的情況下，使得所述法拉第筒（25）讀數最大，然后將外部激勵源（4）切換至掃頻激勵源（41），并使得所述前、后平板激勵電極（23，24）上所加激勵信號反相；

2）在不同激勵頻率f_E下記錄法拉第筒（25）讀數的最大值Q_m，得到完整的f_E～Q_m曲線；

3）通過數據擬合得到所述f_E～Q_m曲線的半高全寬σ_f，通過σ_E²=σ_f²-σ₀²計算束團的能散度σ_E，其中，σ₀為所述測量系統的能量分辨率。