一种低电场光电子成像仪制造技术

本发明专利技术提供了一种低电场光电子成像仪。所述低电场光电子成像仪包括沿带电粒子运动方向依次设置的激光作用区、自由飞行管和探测器，所述激光作用区包括沿带电粒子运动方向依次相对平行间隔设置的至少四个极板，相邻两个所述极板之间形成有电势差，且在所述激光作用区内，所述电势差的方向相同。本发明专利技术的有益效果在于：所述低电场光电子成像仪在极板总电势差相同配置下实现了仪器测量过程保持低电场，使得在研究光与物质作用的测量过程中，极大降低测量仪器本身所带电场造成待测物质性质的改变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低电场光电子成像仪。
技术介绍
目前通行的低电场光电子成像仪是由荷兰科学家Eppink和Parker于1997年设计专利技术，他们通过设计三块带圆孔的极板，在一定的优化电压配置下，形成离子透镜，实现对具有相同速度但是不同位置的带电粒子进行聚焦，然后被飞行管后端的探测器收集，如图1所示。其中三块带圆孔的极板的设置如下：P1是排斥极极板，P2是加速极极板，P3是接地极极板。通过改变排斥极极板P1和加速极极板P2的电压，形成基于离子透镜的聚焦电场，如图2所示。在离子透镜作用下，不同位置的带电粒子聚焦在探测器的一个点上，这大大提高了离子速度成像的分辨率，如图3所示。然而，目前通行的基于三极板设计的光电子成像仪，由于极板数目太少，又要实现对带电粒子的聚焦，造成了需求的总电势差实现在这三块极板上，从而造成极板间的电场强度很高。例如，如上的基于三极板设计的光电子成像仪的三块极板设计电压如下：整体上需求的电势差为4000V，排斥极P1为-4000V，加速极P2为-2790V，地极P3为0V。因为排斥极P1与加速极P2的电势差达到了1210V，而加速极P2与地极P3的电势差达到了2790V，因而造成了极板间的电场强度很高。光电子成像仪是用来研究激光与物质的作用机理。而目前已经有足够证据证明物质在外电场作用下的性质将会改变，电场造成物质性质的改变的可能给测量激光与物质作用的机理带来了很大的不确定性。因此，有必要提出一种可以降低极板之间电场强度的低电场光电子成像仪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以降低极板之间电场强度的低电场光电子成像仪。本专利技术的技术方案如下：一种低电场光电子成像仪包括沿带电粒子运动方向依次设置的激光作用区、自由飞行管和探测器，其特征在于，所述激光作用区包括沿带电粒子运动方向依次相对平行间隔设置的至少四个极板，相邻两个所述极板之间形成有电势差，且在所述激光作用区内，所述电势差的方向相同。优选地，每一所述极板均为中心部分开圆孔的圆形极板，且每一所述极板的外径相同。优选地，所述激光作用区包括沿带电粒子运动方向依次相对平行间隔设置的第一极板、第二极板、第三极板、第四极板、第五极板和第六极板，所述第二极板、所述第三极板、所述第四极板、所述第五极板和所述第六极板的内径相同，且均大于所述第一极板的内径。优选地，靠近所述自由飞行管一端的所述极板接地。优选地，所述自由飞行管是金属圆形管。本专利技术的有益效果在于：所述低电场光电子成像仪在极板总电势差相同配置下实现了仪器测量过程保持低电场，使得在研究光与物质作用的测量过程中，极大降低测量仪器本身所带电场造成待测物质性质的改变。附图说明图1是现有技术的光电子成像仪的结构示意图；图2是图1所示光电子成像仪的离子透镜电势分布效果图；图3是图1所示光电子成像仪对于具有一定位置分布的动能为4eV的光电子的聚焦效果的示意图；图4是本专利技术提供的低电场光电子成像仪的结构示意图；图5是图4所示低电场光电子成像仪的离子透镜电势分布效果图；图6是图4所示低电场光电子成像仪对于具有一定位置分布的动能为4eV的光电子的聚焦效果的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非上下文另有特定清楚的描述，本专利技术中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本专利技术并不对此进行限定。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。请同时参阅图4和图5，图4是本专利技术提供的低电场光电子成像仪的结构示意图，图5是是图4所示低电场光电子成像仪的离子透镜电势分布效果图。所述低电场光电子成像仪100包括沿带电粒子运动方向依次设置的激光作用区10、自由飞行管20和探测器30，以及与所述激光作用区10电连接的电压调整电路40。优选地，所述探测器30是MCP&PS(Micro-channel Plate&Phorsphor Screen,微通道板&磷光屏)探测器。其中，所述自由飞行管20是具有较高磁导率的金属圆形管，并用于为聚焦后的带电粒子提供运动通道，所述探测器30用于收集并检测通过所述自由飞行管20的带电粒子。例如，所述自由飞行管20的尺寸可以为内径为960mm，外径为1000mm，厚度为20mm。在所述低电场光电子成像仪100中，带电粒子通过所述激光作用区10进行聚焦，并穿过所述自由飞行管20提供的运动通道，从而到达所述探测器30，进而被收集并探测。所述激光作用区10包括沿带电粒子运动方向依次相对平行间隔设置的至少四个极板，相邻两个所述极板之间形成有电势差，且在所述激光作用区10内，所述电势差的方向相同，而且，靠近所述自由飞行管20一端的所述极板接地。优选地，每一所述极板均为中心部分开圆孔的圆形极板，且每一所述极板的外径相同。例如，每一所述极板的厚度均为20mm，外径均为1000mm。而且，相邻两个所述极板之间的间距相等，且均为200mm。在本实施例中，所述激光作用区10可以包括沿带电粒子运动方向依次相对平行间隔设置的第一极板11、第二极板12、第三极板13、第四极板14、第五极板15和第六极板16。其中，所述第六极板16接地设置。而且，所述第二极板12、所述第三极板13、所述第四极板14、所述第五极板15和所述第六极板16的内径相同，且均大于所述第一极板11的内径。例如，所述第二极板12、所述第三极板13、所述第四极板14、所述第五极板15和所述第六极板16的内径可以为200mm，而所述第一极板11的内径为40mm。在所述激光作用区10内，利用所述第一极板11、所述第二极板12、所述第三极板13、所述第四极板14、所述第五极板15和所述第六极板16共同分担所述激光作用区10的电势差，从而使得相邻两个所述极板之间的电势差变小，避免所述极板之间的电场强度太高，而造成待测物质性质发生改变，进而增加光电子成像仪的测量不确定性。例如，如果所述激光作用区10的电势差为4000V，则经过优化后的电压为：所述第一极板11为4000V，所述第二极板12为3450V，所述第三极板13为2400V，所述第四极板14为1600V，所述第五极板15为800V和所述第六极板16为0V。其中，所述第六极板16接地。因此，所述第一极板11和所述第二极板12的之间中间位置的电场强度仅为2.75V/mm，所述第二极板12和所述第三极板13的之间中间位置的电场强度仅为5.25V/mm。所述第三极板13和所述第四极板14的之间中间位置的电场强度仅为2.0V/mm，所述第四极板14和所述第五极板15的之间中间位置的电场强度仅为2.0V/mm，所述第五极板15和所述第六极板16的之间中间位置的电场强度仅为2.0V/mm。请参阅图6，是图4所示低电场光电子成像仪对于具有一定位置分布的动能为4eV的光电子的聚焦效果的示意图。本实施例提供的低电场光电子成像仪100对带电粒子聚焦效果与现有光电子成像仪相同，即具有与现有光电子成像仪相同的成像效果。需要说明的是，在现有技术中的光电子成像仪中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低电场光电子成像仪，包括沿带电粒子运动方向依次设置的激光作用区、自由飞行管和探测器，其特征在于，所述激光作用区包括沿带电粒子运动方向依次相对平行间隔设置的至少四个极板，相邻两个所述极板之间形成有电势差，且在所述激光作用区内，所述电势差的方向相同。

【技术特征摘要】
1.一种低电场光电子成像仪，包括沿带电粒子运动方向依次设置的激光作用区、自由飞行管和探测器，其特征在于，所述激光作用区包括沿带电粒子运动方向依次相对平行间隔设置的至少四个极板，相邻两个所述极板之间形成有电势差，且在所述激光作用区内，所述电势差的方向相同。2.根据权利要求1所述的低电场光电子成像仪，其特征在于，每一所述极板均为中心部分开圆孔的圆形极板，且每一所述极板的外径相同。3.根据权利要求2所述的低电场光电子成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉柱，肖韶荣，夏俊荣，苏静，敖旷，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32