[發明專利]荷電離子束流強度測量系統及其測量方法

在審

• 申請號: 201810458808.2
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108415063A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 姚存峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李坤

1.一種荷電離子束流強度測量系統，包括：

離子束傳輸真空管道；

電磁掃描設備，設置在所述離子束傳輸真空管道前的外部；

離子束斑探測器，設置在所述離子束傳輸真空管道內部，與所述電磁掃描設備相鄰；

半攔截式束流探測器，設置在所述離子束傳輸真空管道內部，與所述離子束斑探測器相鄰；所述半攔截式束流探測器分別與外部的電流表和電壓表連接；

攔截式束流探測器，設置在所述離子束傳輸真空管道內部，與所述半攔截式束流探測器相鄰；所述攔截式束流探測器分別與外部的電流表和直流電源連接；

輻照材料，設置在所述離子束傳輸真空管道后端的內部。

2.根據權利要求1所述的荷電離子束流強度測量系統，所述半攔截式束流探測器包括：

半攔截式束流接收筒，所述半攔截式束流接收筒設有底部開口；所述半攔截式束流接收筒筒壁上設有接線柱；

第一屏蔽環，與所述半攔截式束流接收筒的筒口通過絕緣桿連接；所述第一屏蔽環上設有接線柱；

第一電子抑制環，與所述第一屏蔽環通過絕緣桿連接；所述第一電子抑制環上設有接線柱。

3.根據權利要求1所述的荷電離子束流強度測量系統，所述攔截式束流探測器包括：

攔截式束流接收筒；所述攔截式束流接收筒筒壁上設有接線柱；

第二屏蔽環，與所述攔截式束流接收筒的筒口通過絕緣桿連接；所述第二屏蔽環上設有接線柱；

第二電子抑制環，與所述第二屏蔽環通過絕緣桿連接；所述第二電子抑制環上設有接線柱。

4.根據權利要求1所述的荷電離子束流強度測量系統，所述離子束斑探測器上設有X-Y刻度線，所述離子束斑探測器與束流傳輸方向呈45°夾角；所述離子束斑探測器在豎直方向上能夠移動。

5.根據權利要求1至4任意一項所述的荷電離子束流強度測量系統，還包括：束流觀察窗，設置在所述離子束斑探測器外側的離子束傳輸真空管道上。

6.根據權利要求1至4任意一項所述的荷電離子束流強度測量系統，所述離子束斑探測器、所述半攔截式束流探測器、所述攔截式束流探測器和所述輻照材料中心設置在離子束傳輸真空管道的中心軸上。

7.根據權利要求1至4任意一項所述的荷電離子束流強度測量系統，所述電磁掃描設備包括兩臺分別可實現束流X方向和Y方向掃描的四極磁鐵。

8.一種荷電離子束流強度測量方法，包括：

步驟A：將待輻射材料固定，調試荷電離子束流強度測量系統，引入輻照束流；

步驟B：在束流均勻、穩定時，升起離子束斑探測器；半攔截式離子束流探測器和攔截式離子束流探測器通過與外部的直流電源相連，為半攔截式離子束流探測器和所述攔截式離子束流探測器加載負偏壓V₁和V₂，抑制離子束轟擊引起的二次電子發射；

步驟C：利用電流表分別測量通過所述半攔截式束流探測器和所述攔截式束流探測器的電流值I₁和I₂，并根據

計算k值；通過調節所述半攔截式離子束流探測器和所述攔截式離子束流探測器的負偏壓V₁和V₂，使k值保持穩定；

步驟D：升起所述攔截式束流探測器，使離子束輻照樣品；在輻照過程中在線測量所述半攔截式束流探測器的電流值并隨時監測k值，得到離子束流強度大小及輻照到樣品上的絕對束流通量。

9.如權利要求8所述的荷電離子束流強度測量方法，所述步驟A包括：

步驟A1：分別將離子束斑探測器、半攔截式束流探測器及攔截式束流探測器降到離子束傳輸真空管道的中心位置；

步驟A2：分別打開與所述半攔截式束流探測器和所述攔截式束流探測器相連的電流表和直流電源，并確保二者之間導電良好；

步驟A3：引入輻照束流，通過X-Y方向的所述電磁掃描設備調試離子束斑大小、形狀及均勻度以滿足實驗要求。