[發明專利]一種磁透鏡及激勵電流控制方法

在審

• 申請號: 201611152870.6
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106783492A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 何偉;李帥
• 申請（專利權）人: 聚束科技（北京）有限公司
• 主分類號: H01J37/141
• 分類號: H01J37/141;H01J37/24
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 張穎玲,李梅香

技術領域

本發明涉及帶電粒子束顯微鏡領域，尤其涉及一種磁透鏡及激勵電流控制方法。

背景技術

對于電磁透鏡，通常是通過改變激勵線圈中的電流來改變電磁透鏡的聚焦特性；但是，由于激勵線圈具有一定的電阻，因此，在激勵線圈中的電流發生改變時，電磁透鏡的溫度也發生變化；溫度的變化會導致導磁殼體和透鏡極靴等結構的熱變形和導磁材料的磁導率發生變化，進而影響電磁透鏡的磁場分布，如：磁透鏡結構的熱變形會導致磁場分布不均勻，導磁材料的磁導率的變化會影響磁場強度的大小等。

為了控制電磁透鏡因發熱引起的溫度變化，第一種解決方案是使用水冷裝置對磁透鏡進行溫度控制，但是水冷控制并不能從根本上解決發熱功率的變化，而且調節精度有限。第二種解決方案是采用雙激勵線圈的磁透鏡或多激勵線圈的磁透鏡，但是，兩個或多個激勵線圈間不僅各自的熱損耗功率不盡相同，而且，兩個或多個線圈之間還存在熱交換，需要一定的時間才能達到熱平衡，容易引起磁透鏡的溫度波動。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種磁透鏡和控制磁透鏡特性的方法，能夠在改變磁透鏡的磁場強度的同時，保持所述磁透鏡內部的激勵線圈的熱功率不變。

本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供一種磁透鏡，所述磁透鏡包括：導磁殼體、激勵線圈和電源控制系統；其中，所述導磁殼體，在所述激勵線圈的外部包圍所述激勵線圈；

所述激勵線圈由絞合線纏繞而形成；

所述電源控制系統，用于對所述激勵線圈供電，控制所述激勵線圈的電流方向及電流大小。

上述方案中，所述絞合線包括第一組單線和第二組單線；其中，

所述第一組單線的數量與所述第二組單線的數量相同，且所述第一組單線的數量和所述第二組單線的數量均為大于1的正整數。

上述方案中，所述電源控制系統包括：第一電源控制器和第二電源控制器；其中，

所述第一電源控制器，用于對所述第一組單線供電，控制所述第一組單線具有相同的電流方向及控制所述第一組單線的電流大??；

所述第二電源控制器，用于對所述第二組單線供電，控制所述第二組單線具有相反的電流方向及控制所述第二組單線的電流大小。

上述方案中，所述第一電源控制器和所述第二電源控制器的數量均為一個或多個。

本發明實施例還提供一種控制磁透鏡特性的方法，所述磁透鏡的激勵線圈由絞合線纏繞而形成，所述方法包括：

利用磁透鏡中的電源控制系統對所述激勵線圈供電，并控制所述激勵線圈的電流方向及電流大小，以改變所述磁透鏡的磁場強度及保持所述激勵線圈的熱功率不變。

上述方案中，所述絞合線包括第一組單線和第二組單線；其中，

所述第一組單線的數量與所述第二組單線的數量相同，且所述第一組單線的數量和所述第二組單線的數量均為大于1的正整數。

上述方案中，所述電源控制系統包括：第一電源控制器和第二電源控制器；所述利用磁透鏡中的電源控制系統控制對所述激勵線圈供電，并控制所述激勵線圈的電流大小，包括：

利用所述第一電源控制器對所述第一組單線供電，控制所述第一組單線具有相同的電流方向及控制所述第一組單線的電流大小，以改變所述磁透鏡的磁場強度；

利用所述第二電源控制器對所述第二組單線供電，控制所述第二組單線具有相反的電流方向及控制所述第二組單線的電流大小，以保持所述激勵線圈的熱功率不變。

上述方案中，所述第一電源控制器和所述第二電源控制器的數量均為一個或多個。

本發明實施例所提供的磁透鏡及控制磁透鏡特性的方法，所述磁透鏡的激勵線圈由絞合線纏繞而形成，利用磁透鏡中的電源控制系統對所述激勵線圈供電，并控制所述激勵線圈的電流方向和電流大小；所述絞合線包括數量相同的第一組單線和第二組單線；通過控制第一組單線的電流大小及控制第一組單線具有相同的電流方向來改變所述磁透鏡的磁場強度；通過控制第二組單線具有相反的電流方向以保持所述激勵線圈的熱功率不變；如此，能夠在改變磁透鏡的磁場強度的同時，保持所述磁透鏡內部的激勵線圈的熱功率不變。

附圖說明

圖1為本發明實施例一磁透鏡的組成結構示意圖；

圖2為本發明實施例絞合線的示意圖；

圖3為本發明實施例單線的排列方式和電流方向示意圖；

圖4為本發明實施例磁透鏡中激勵線圈的截面示意圖；

圖5為本發明實施一種控制絞合線參數的示意圖；