[發(fā)明專利]電子注軸向速度測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410080679.X
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103794449A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮存軍;李慶生;李崇山;姜波;李彥峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: H01J37/244
• 分類號: H01J37/244
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

容性探針裝置(100)，包括：

主腔體結(jié)構(gòu)(110)；以及

電子注感應(yīng)環(huán)(130)，由金屬導(dǎo)電材料制備，隔著絕緣陶瓷筒(120)固定于主腔體結(jié)構(gòu)(110)的內(nèi)側(cè)；

收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)，與所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)相連通，呈中間大、兩頭小的紡錘形；

電壓積分及傳輸電路(800)，其前端電性連接至所述電子注感應(yīng)環(huán)(130)，用于將電子注穿過容性探針時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號；

電壓測量裝置，電性連接于所述電壓積分及傳輸電路(800)的后端；

以及

電流測量裝置，電性連接至所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)；

其中，電子注由所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的入口進(jìn)入，經(jīng)由所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)進(jìn)入所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)內(nèi)，由該收集極腔體(600)進(jìn)行吸收，由電壓測量裝置和電流測量裝置分別得到電子注感應(yīng)電壓V(t)及電子注電流I(t)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)的內(nèi)壁經(jīng)過打毛工藝。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)的內(nèi)壁具有低二次電子發(fā)射系數(shù)的涂層；

該低二次電子發(fā)射系數(shù)指二次電子發(fā)射系數(shù)小于所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)材料的二次電子發(fā)射系數(shù)至少50％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)的內(nèi)壁鍍或涂覆C涂層或TiN涂層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

前電子吸收環(huán)(102)，設(shè)置于所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的前端，其內(nèi)徑r₁滿足：1/4R≤r₁≤1/2R，其中，R為所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的內(nèi)徑；

后電子吸收環(huán)(103)，設(shè)置于所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的后端，用于阻擋由所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)反射回所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的電子。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述后電子吸收環(huán)(103)具有廣口錐形開口，該廣口錐形開口的尖端方向朝向所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的內(nèi)側(cè)，其最窄處的半徑r₂滿足：

1/3R≤r₂≤2/3R。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述前電子吸收環(huán)(102)和后電子吸收環(huán)(103)的材料為石墨或TiN。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的后端通過后法蘭盤(202)連接至所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)，所述后法蘭盤(202)和所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)之間具有絕緣陶瓷件(302)；所述電子注軸向速度測量系統(tǒng)還包括：

偏壓電路(700)，電性連接于所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)和后法蘭盤(202)之間，使所述后法蘭盤(202)的電壓低于所述收集極腔體結(jié)構(gòu)(600)的電壓。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述電子注感應(yīng)環(huán)(130)隔著絕緣陶瓷筒(120)固定于所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的內(nèi)側(cè)的中部；所述容性探針裝置(100)還包括：

前電場改善環(huán)(141)和后電場改善環(huán)(142)，分別隔著絕緣陶瓷筒(120)固定于所述主腔體結(jié)構(gòu)(110)的內(nèi)側(cè)的上部和下部，由金屬導(dǎo)電材料制備，該兩電場改善環(huán)與所述電子注感應(yīng)環(huán)(130)絕緣，與所述真空腔體結(jié)構(gòu)(110)等電位。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述電場改善環(huán)與所述電子注感應(yīng)環(huán)之間的軸向距離L滿足：0.2mm≤L≤2mm，該兩電場改善環(huán)與所述電子注感應(yīng)環(huán)(130)的內(nèi)徑相同。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子注軸向速度測量系統(tǒng)，其特征在于，在所述絕緣陶瓷筒(120)的內(nèi)側(cè)具有三個(gè)槽狀結(jié)構(gòu)，所述前電場改善環(huán)(141)、電子注感應(yīng)環(huán)(130)和后電場改善環(huán)(142)分別釬焊于該三個(gè)槽狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。