[實用新型]一種便攜式高精度束流計及應(yīng)用其的計量分析儀器

有效

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• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN207148330U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱莉;張旭景;高能越;楊如林;孟建斌
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州德銳特成像技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11335
• 代理人: 夏靜潔

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種便攜式高精度束流計及應(yīng)用其的計量分析儀器，屬于計量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在電子顯微鏡使用過程中，電子從電子槍中出發(fā)，到達樣品，然后通過相機觀察電子打到樣品上之后的成像，拍攝得到樣品圖像，即完成了電子顯微鏡中的電子成像。這個過程中，需要知道樣品上和相機平面上的電子束流值，傳統(tǒng)的做法是利用電子顯微鏡內(nèi)置的束流計進行測量，但是這個測量過程不方便，而且所得到的值并不精確。在很多科研領(lǐng)域，特別是對打在樣品上的電子劑量有嚴格要求的應(yīng)用領(lǐng)域，比如冷凍電鏡或高分子材料學(xué)等樣品易受到電子輻照損傷的應(yīng)用領(lǐng)域，精確測量電子束流是至關(guān)重要的。

束流計中所使用的法拉第杯，是一個傳統(tǒng)的束流強度測量裝置，它在加速器束流強度的歸一化測量、探測器的標(biāo)定等方面起到了不可替代的作用。由于法拉第杯是一個絕對測量裝置，沒有其它設(shè)備可以對其標(biāo)定，反而通常是利用法拉第杯來標(biāo)定其它實驗用探測器，所以法拉第杯的設(shè)計和效率的計算變得至關(guān)重要，其計算精度直接影響探測器的探測效率的精度，并影響物理實驗結(jié)果的可信度。

傳統(tǒng)法拉第杯的具體工作原理是，通過捕獲真空中經(jīng)過法拉第杯的電子或者離子束流，聚焦使電(離)子束進入法拉第杯的光闌。光闌下方的空腔接收電(離)子。將法拉第杯置于電子束照射范圍內(nèi)，使用儀器配備的束流計(皮安表)即可測試或顯示接收束流，經(jīng)由對電子束流的計算而確定累加電子劑量。其中，束流計是置于外環(huán)境中，通過真空接頭與真空中的法拉第杯相連接。

這種方法需要將真空內(nèi)的微弱電流信號，經(jīng)真空與外環(huán)境連接裝置傳輸后，通過外環(huán)境中的束流計進行測量。在使用過程中，由于電流是只有皮安pA級的微弱的模擬信號，會受到環(huán)境中電磁場等干擾產(chǎn)生的噪音影響，出現(xiàn)各種噪音疊加，使得測量結(jié)果不準確。因此，發(fā)展一種能直接在真空內(nèi)就可以完成的高精度束流計顯得尤為重要。

另外，傳統(tǒng)束流計，測量時得到的是電流值，而在實際的實驗過程中，實驗者需要知道的是電子劑量，電流值與電子劑量間需要經(jīng)過計算及換算，當(dāng)實驗數(shù)據(jù)較多時，這個數(shù)據(jù)換算過程會耗費實驗人員大量的時間，降低了工作效率。良好均勻性是最終得到高品質(zhì)產(chǎn)品的基礎(chǔ)，目前對于離子源引出束流均勻性的控制要求已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求，束流的準確測量是進行均勻性控制必備的基礎(chǔ)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：為克服上述問題，提供一種精度高、性能穩(wěn)定的便攜式高精度束流計及應(yīng)用其的計量分析儀器。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種便攜式高精度束流計，包括金屬管，所述金屬管的一端設(shè)置有中空的容納空間，其另一端設(shè)置有連接裝置，所述容納空間內(nèi)設(shè)置有法拉第杯，所述法拉第杯朝向金屬管端部一側(cè)設(shè)有電子收納口，其朝向金屬管內(nèi)部一端為密封端，所述連接裝置上設(shè)置有控制電路板，所述連接裝置朝向外環(huán)境一端連接真空轉(zhuǎn)接法蘭，所述金屬管和連接裝置設(shè)置在所述真空轉(zhuǎn)接法蘭一側(cè)的真空環(huán)境內(nèi)，所述真空轉(zhuǎn)接法蘭的另一側(cè)為空氣環(huán)境，所述真空轉(zhuǎn)接法蘭上在空氣環(huán)境一側(cè)安裝有信號輸出裝置和電源。

優(yōu)選地，所述控制電路板包括設(shè)置在電路板上的控制電路，所述控制電路包括與所述法拉第杯連接的低電流放大電路和與所述放大電路連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器及單片機。

優(yōu)選地，所述信號輸出設(shè)備包括有線信號裝置和無線信號裝置

優(yōu)選地，所述無線信號裝置包括WIFI發(fā)射器或藍牙發(fā)射器。

優(yōu)選地，所述法拉第杯的電子收納口上還可以設(shè)置有屏蔽電壓板，所述屏蔽電壓板上設(shè)置與所述電子收納口對應(yīng)的通孔。

優(yōu)選地，所述金屬管為高導(dǎo)電性的金屬管。

優(yōu)選地，所述終端設(shè)備可為手機、平板電腦、筆記本電腦或帶顯示屏的單片機。

一種計量分析儀器，采用以上所述的便攜式高精度束流計。

本實用新型的有益效果是：本實用新型中法拉第杯完成真空內(nèi)環(huán)境中測得電子束流值或離子束流值，這樣的優(yōu)勢在于，避免環(huán)境磁場等對微弱電流信號的干擾，避免引入過多噪音，影響測量的準確度，因此本實用新型測量精準、誤差小。本實用新型可以配合便攜式終端使用，顯示結(jié)果更方便，使用更簡單。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型一個實施例的流程圖。

圖中標(biāo)記：1-金屬管，2-法拉第杯，3-控制電路板，4-連接裝置，5-真空轉(zhuǎn)接法蘭，6-信號輸出裝置，7-電源，8-屏蔽電壓板，9-通孔，11-容納空間。