[發明專利]基于離子成像的真空紫外光橫向分布在線測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201711331077.7
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109916507B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 李欽明;余永;楊家岳;丁洪利;張未卿;楊學明
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明公開了基于離子成像的真空紫外光橫向分布在線測量裝置及方法，所述測量裝置包括：真空件，離子傳輸系統，離子位置探測器，光學傳輸系統，圖像采集系統，數據處理系統。本發明可以通過改變氣體種類，在線式測量真空紫外光的橫向分布。通過選取不同的氣體種類可以保證測量信號保持在最佳范圍，同時因為離子探測器的靈敏度很高，而且不受外界電磁信號和機械振動的影響，可以獲得非常高的測量精度。

技術領域

本發明涉及一種基于離子成像的真空紫外光橫向分布在線測量裝置及方法。

背景技術

在真空紫外能區(本發明中指50-150nm范圍)，由于空氣對光的吸收強烈，真空紫外能區的實驗必須在真空條件下完成。為了獲得真空紫外光尺寸與位置數據，通常采用閃爍晶體(一般為Ce:YAG)直接觀察熒光或者金屬刀片切割測量光電效應電流的方法。

閃爍晶體是一種對入射光有熒光響應的一種晶體，在不同波長下的熒光效率有很大的差異，這種特點導致可測量波長的動態范圍較小，并且在效率低的波長處會導致尺寸測量結果偏小，另外此種方法是攔截式的測量方法，不能實時在線測量參數，而對于一個光源來講，實時位置參數是一個非常重要的參數。

根據光電效應，當金屬被高能量光子撞擊時，會飛出自由電子，金屬刀片切割測量方法就是用的這個原理。金屬刀片切割測量光電效應電流方法雖然能夠保證測量波長動態范圍大，但是為了保證光束能夠盡量多的傳輸到后面，金屬刀片需要盡可能少的切割光束，導致光電效應電流非常微弱，而微弱電流(一般在皮安量級)的測量難度較大，外界電磁環境，機械振動等不穩定環境環境對測量值有很大干擾，所以精度難以保證。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于離子成像的真空紫外光橫向分布在線測量裝置及方法。

本發明的技術方案是：基于離子成像的真空紫外光橫向分布在線測量裝置，包括：

真空件，所述真空件內具有真空腔11，所述真空腔11的壁上設有法蘭接口，通過法蘭接口安裝有真空發生器13、真空測量組件12和充氣裝置14；三者組合可以用來精確控制測量裝置內氣體壓強；

離子傳輸系統，所述離子傳輸系統將待測光電離出的離子豎直傳遞至離子位置探測器處；

離子位置探測器，所述離子位置探測器將離子位置轉換為圖像采集系統可采集的信號，所述離子位置探測器與離子傳輸方向保持垂直；

光學傳輸系統，所述光學傳輸系統可以屏蔽外界雜散光可能引入的雜信號對測量結果的影響；

圖像采集系統，所述圖像采集系統用于采集和處理信號；

數據處理系統，所述數據處理系統用來擬合采集到的信號，確定離子信號的橫向分布，進而推導出待測光的橫向分布。

優選的，所述真空發生器13為分子泵。

優選的，所述真空測量組件12為真空規。

優選的，所述充氣裝置14為微漏閥或微量氣體流量計。

優選的，所述離子傳輸系統包括平行電極板，所述平行電極板由正電壓極板21和負電壓極板22組成；所述正電壓極板21為簡單的金屬板，所述負電壓極板22為中間區域有一定透過率的柵網結構，既可以保證電場均勻，又可以保證正離子可以以一定比例飛出電離區域，所述正電壓極板21和負電壓極板22通過真空引線裝置將導線引出真空腔11外與電源23連接。

優選的，所述離子位置探測器由兩片微通道板31和一片磷光屏32組成。

優選的，所述光學傳輸系統為內壁黑色的遮光筒41。

優選的，所述圖像采集系統包括CCD51和計算機52，所述計算機52內設有圖像采集卡。

所述測量方法為：