[發明專利]電子束檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202011497804.9
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN114646995A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 張科;陳果;柳鵬;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種電子束檢測裝置，包括：一法拉第杯，該法拉第杯具有一開口；一多孔碳材料層，該多孔碳材料層設置在所述法拉第杯的表面且在所述開口處懸空設置，該多孔碳材料層懸空的長度大于等于待測電子束的最大直徑；以及一電表，該電表與所述多孔碳材料層電連接，用于測試待測電子束和多孔碳材料層相對移動過程中多孔碳材料層中的電荷形成的電信號，并根據電信號隨著待測電子束和多孔碳材料層相對移動的距離的變化，得到待測電子束的尺寸。本發明還提供一種采用上述電子束檢測裝置檢測電子束的檢測方法。

技術領域

本發明涉及一種電子束檢測裝置及檢測方法，尤其涉及一種采用多孔碳材料線狀結構或條狀結構的電子束檢測裝置及檢測方法。

背景技術

電子在電場中受力而加速、能量提高，并在真空中匯集成束產生電子束。電子束技術已在高溫合金的成型制造與精煉、高溫合金的焊接、表面改性以及涂層制備等領域得到了廣泛應用，并將不斷涉足航空航天、國防軍工以及核工業等各個領域中。電子束的形狀和大小直接影響到其在應用中達到的效果。因此，電子束檢測裝置以及檢測方法非常重要。

現有的采用金屬片的電子束檢測裝置及檢測方法中，將所測得的電學曲線進行微分后得到電子束斑的尺寸，操作簡單。然而，該檢測方法中，電子束在金屬片邊緣會有各種散射，導致測量不準。因此，提供一種測量結果準確的電子束檢測裝置及檢測方法將具有非常重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種測量結果準確的電子束檢測裝置以及檢測方法。

一種電子束檢測裝置，包括：

一法拉第杯，該法拉第杯具有一開口；

一多孔碳材料層，該多孔碳材料層為一多孔碳材料線狀結構或一多孔碳材料條狀結構，該多孔碳材料層設置在所述法拉第杯的表面且在所述開口處懸空設置，該多孔碳材料層懸空的長度大于等于待測電子束的最大直徑，該多孔碳材料線狀結構的直徑以及該多孔碳材料條狀結構的寬度均小于待測電子束橫截面的最小直徑，該多孔碳材料層由多個碳材料顆粒組成，該多個碳材料顆粒之間存在納米級或微米級的間隙；以及

一電表，該電表與所述多孔碳材料層電連接。

一種電子束檢測方法，包括以下步驟：

步驟S1，提供如權利要求1～7中任一項的電子束檢測裝置；

步驟S2，使待測電子束相對于多孔碳材料層移動，待測電子束整體的橫截面經過多孔碳材料層的懸空部分，進而實現待測電子束對多孔碳材料層的掃描，并在移動的過程中，記錄待測電子束或多孔碳材料層移動的距離及電表中的電信號值，得到一第一曲線，通過分析該第一曲線得到待測電子束的第一直徑；以及

步驟S3，使所述待測電子束或多孔碳材料層旋轉一定的角度，使所述待測電子束相對于多孔碳材料層移動，待測電子束整體的橫截面經過多孔碳材料層的懸空部分，進而實現待測電子束對多孔碳材料層的掃描，并在移動的過程中，記錄待測電子束或多孔碳材料層移動的距離及電表中的電信號值，得到一第二曲線，通過分析該第二曲線得到待測電子束的第二直徑。

相較于現有技術，本發明所提供的電子束檢測裝置采用懸空設置在法拉第杯上的一多孔碳材料層，該多孔碳材料層包括多個碳材料顆粒，該多個碳材料顆粒之間存在納米級或微米級的間隙，待測電子束中的電子會在多孔碳材料層中的多個碳材料顆粒之間的間隙間進行多次折射、反射，而不能從多孔碳材料層中發射出去，所述多孔碳材料層對電子的吸收率能夠達到 97％以上，幾乎可以達到100％，可以看成是電子的絕對黑體。因此，在檢測時，電子束經過多孔碳材料層的懸空部位，電子束與多孔碳材料層相交時，電子束的電子全部被多孔碳材料層吸收，不會在多孔碳材料層的邊緣發生各種散射，降低檢測準確率。因此，本發明的提供的電子束檢測裝置及檢測方法的測量結果準確較高。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例提供的電子束檢測裝置的結構示意圖。