一种均匀恒定热损耗磁透镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种均匀恒定热损耗磁透镜，所述均匀恒定热损耗磁透镜包括：导磁壳体、激励线圈和电源控制系统；其中，所述导磁壳体，在所述激励线圈的外部包围所述激励线圈；所述激励线圈由绞合线缠绕而形成；所述电源控制系统，用于对所述激励线圈供电，控制所述激励线圈的电流方向及电流大小。通过本实用新型专利技术实施例，能够在改变所述均匀恒定热损耗磁透镜聚焦特性的同时，保持所述均匀恒定热损耗磁透镜具有均匀恒定的热损耗功率。

【技术实现步骤摘要】
一种均匀恒定热损耗磁透镜
本技术涉及带电粒子束显微镜领域，尤其涉及一种均匀恒定热损耗磁透镜。
技术介绍
对于电磁透镜，通常是通过改变激励线圈中的电流来改变电磁透镜的聚焦特性；但是，由于激励线圈具有一定的电阻，因此，在激励线圈中的电流发生改变时，电磁透镜的温度也发生变化；温度的变化会导致导磁壳体和透镜极靴等结构的热变形和导磁材料的磁导率发生变化，进而影响电磁透镜的磁场分布，如：磁透镜结构的热变形会导致磁场分布不均匀，导磁材料的磁导率的变化会影响磁场强度的大小等。为了控制电磁透镜因发热引起的温度变化，第一种解决方案是使用水冷装置对磁透镜进行温度控制，但是水冷控制并不能从根本上解决发热功率的变化，而且调节精度有限。第二种解决方案是采用双激励线圈的磁透镜或多激励线圈的磁透镜，但是，两个或多个激励线圈间不仅各自的热损耗功率不尽相同，而且，两个或多个线圈之间还存在热交换，需要一定的时间才能达到热平衡，容易引起磁透镜的温度波动。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例期望提供一种均匀恒定热损耗磁透镜，能够在改变均匀恒定热损耗磁透镜的磁场强度的同时，保持所述均匀恒定热损耗磁透镜内部的激励线圈的热功率不变。本技术实施例的技术方案是这样实现的：本技术实施例提供一种均匀恒定热损耗磁透镜，所述均匀恒定热损耗磁透镜包括：导磁壳体、激励线圈和电源控制系统；其中，所述导磁壳体，在所述激励线圈的外部包围所述激励线圈；所述激励线圈由绞合线缠绕而形成；所述电源控制系统，用于对所述激励线圈供电，控制所述激励线圈的电流方向及电流大小。上述方案中，所述绞合线包括第一组单线和第二组单线；其中，所述第一组单线的数量与所述第二组单线的数量相同，且所述第一组单线的数量和所述第二组单线的数量均为大于1的正整数。上述方案中，所述电源控制系统包括：第一电源控制器和第二电源控制器；其中，所述第一电源控制器，用于对所述第一组单线供电，控制所述第一组单线具有相同的电流方向及控制所述第一组单线的电流大小；所述第二电源控制器，用于对所述第二组单线供电，控制所述第二组单线具有相反的电流方向及控制所述第二组单线的电流大小。上述方案中，所述第一电源控制器和所述第二电源控制器的数量均为一个或多个。本技术实施例所提供的均匀恒定热损耗磁透镜，所述均匀恒定热损耗磁透镜的激励线圈由绞合线缠绕而形成，利用均匀恒定热损耗磁透镜中的电源控制系统对所述激励线圈供电，并控制所述激励线圈的电流方向和电流大小；所述绞合线包括数量相同的第一组单线和第二组单线；通过控制第一组单线的电流大小及控制第一组单线具有相同的电流方向来改变所述均匀恒定热损耗磁透镜的磁场强度；通过控制第二组单线具有相反的电流方向以保持所述激励线圈的热功率不变；如此，能够在改变均匀恒定热损耗磁透镜的磁场强度的同时，保持所述均匀恒定热损耗磁透镜内部的激励线圈的热功率不变。附图说明图1为本技术实施例一均匀恒定热损耗磁透镜的组成结构示意图；图2为本技术实施例绞合线的示意图；图3A为本技术实施例单线的排列方式和电流方向示意图一；图3B为本技术实施例单线的排列方式和电流方向示意图二；图3C为本技术实施例单线的排列方式和电流方向示意图三；图3D为本技术实施例单线的排列方式和电流方向示意图四；图4为本技术实施例均匀恒定热损耗磁透镜中激励线圈的截面示意图；图5为本技术实施一种控制绞合线参数的示意图；图6为本技术实施例I1和I2的关系曲线示意图；图7为本技术实施例另一种控制绞合线参数的示意图；图8为本技术实施例IA和TS的关系曲线示意图；图9为本技术实施例控制均匀恒定热损耗磁透镜特性的方法的处理流程示意图。具体实施方式为了更好的理解本技术实施例，下面对电磁透镜进行简单的说明。使用电流激励的磁透镜称为电磁透镜，其广泛应用于对带电粒子进行聚焦的设备中，如：扫描电子显微镜、透射电子显微镜、聚焦粒子束等；电流激励的磁透镜通常由高磁导率的导磁壳体、激励线圈和电源控制系统等构成，与恒磁体构成的恒磁透镜相比，电磁透镜的优势在于能够通过控制激励电流来改变电磁透镜的聚焦特性。磁透镜对带电粒子束的聚焦特性是由磁透镜中的磁场强度和磁场分布共同决定的，即带电粒子束经过磁透镜聚焦后的束斑大小和聚焦位置与磁透镜中磁场强度和磁场分布密切相关；电磁透镜中的磁场强度及其分布的决定因素包括：激励线圈中电流的大小、导磁壳体的形状和导磁材料的磁导率，三者中的任意一个发生改变时，都会对电磁透镜中的磁场强度和磁场分布产生影响，进而影响电磁透镜的聚焦特性。以下根据说明书附图以及实施例对本技术做进一步的阐述。实施例一本技术实施例一提供一种均匀恒定热损耗磁透镜，所述均匀恒定热损耗磁透镜的组成结构，如图1所示，包括：导磁壳体10、激励线圈20和电源控制系统30；其中，所述导磁壳体10，在所述激励线圈20的外部，包围所述激励线圈20；所述激励线圈20由绞合线缠绕而形成；所述电源控制系统30，用于对所述激励线圈20供电，控制所述激励线圈20的电流方向及电流大小。在一具体实施方式中，所述绞合线由多条单线构成，因此，将所述绞合线分为第一组单线和第二组单线，其中，所述第一组单线的数量与所述第二组单线的数量相同，且所述第一组单线的数量和所述第二组单线的数量均为大于1的正整数。以构成所述绞合线的单线数量是4为例，所述绞合线的示意图，如图2所示，所述第一组单线的数量为2，用黑色表示；所述第二组单线的数量也为2，用白色表示。在一具体实施方式中，所述电源控制系统30包括第一电源控制器3001和第二电源控制器3002；其中，所述第一电源控制器3001，用于对所述第一组单线供电，并控制所述第一组单线具有相同的电流方向及控制所述第一组单线的电流大小，以改变所述均匀恒定热损耗磁透镜的磁场强度。在所述第二组单线的数量为偶数时，所述第二电源控制器3002，用于对所述第二组单线供电，控制所述第二组单线具有相反的电流方向；由于第二组单线具有相反的电流方向，因此，能够通过控制第二组单线中的电流大小使得第二组单线产生的磁场为零，即不改变均匀恒定热损耗磁透镜的磁场强度；第二组单线仅用于补偿第一组单线的发热功率，使得绞合线始终具有恒定的发热功率，不会由于第一组单线电流的改变而引起均匀恒定热损耗磁透镜温度的波动。这里，所述第一电源控制器3001的数量为一个或多个，所述第二电源控制器3002的数量为一个或多个。在所述第二组单线的数量为奇数时，所述第二电源控制器3002，用于对所述第二组单线供电，除了用于控制所述第二组单线具有相反的电流方向外，还用于控制所述第二组单线的电流大小，使电流方向为正的所有单线的电流大小之和与电流方向为负的所有单线的电流大小之和相等，以确保所述第二组单线的电流大小不对所述均匀恒定热损耗磁透镜的磁场强度产生影响。在一具体实施例中，由第一组单线和第二组单线构成绞合线，第一组单线用A标识，第二组单线用B标识；构成绞合线的第一组单线和第二组单线的排列方式和电流方向示意图一，如图3A所示，第一组单线的两条单线呈对角线方向排列，且两条单线的电流方向相同，第二组单线的两条单线也呈对角线方向排列，且两条单线的电流方向相反。构成绞合线的第一组单线和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均匀恒定热损耗磁透镜，其特征在于，所述均匀恒定热损耗磁透镜包括：导磁壳体、激励线圈和电源控制系统；其中，所述导磁壳体，在所述激励线圈的外部包围所述激励线圈；所述激励线圈由绞合线缠绕而形成；所述电源控制系统，用于对所述激励线圈供电，控制所述激励线圈的电流方向及电流大小。

【技术特征摘要】
1.一种均匀恒定热损耗磁透镜，其特征在于，所述均匀恒定热损耗磁透镜包括：导磁壳体、激励线圈和电源控制系统；其中，所述导磁壳体，在所述激励线圈的外部包围所述激励线圈；所述激励线圈由绞合线缠绕而形成；所述电源控制系统，用于对所述激励线圈供电，控制所述激励线圈的电流方向及电流大小。2.根据权利要求1所述的均匀恒定热损耗磁透镜，其特征在于，所述绞合线包括第一组单线和第二组单线；其中，所述第一组单线的数量与所述第二组单线的数量相同，且所述第一组单线的数量和所述第二组单线的数量均为大于1的正整数。3.根据权利要求2所述的均匀恒定热损耗磁透...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，李帅，
申请(专利权)人：聚束科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11