一种一维电阻阳极位置灵敏探测器制造技术

本实用新型专利技术公开一种一维电阻阳极位置灵敏探测器，固定在超高真空腔的刀口法兰上，包括金属压板，弹簧铜垫，陶瓷圈，一对圆片形微通道板(MCP)，缓冲铜圈，电阻阳极，陶瓷垫板以及紧固螺栓；所述陶瓷圈平行位于金属压板和陶瓷垫板之间，其内腔体有环形凸台结构，MCP放置在所述凸台之上，其中两片MCP之间通过缓冲铜圈隔开；所述电阻阳极安装在陶瓷垫板上；紧固螺栓穿过金属压板以及陶瓷垫板，将以上所有部件连接成为一个整体性部件。本实用新型专利技术以一种简单可靠的新型装配结构，降低一维电阻阳极位置灵敏探测器的制造成本和损坏风险，提高探测效率，优化实验所需极限真空，提高抗粒子辐照性能。

A One-dimensional Resistance Anode Position Sensitive Detector

【技术实现步骤摘要】
一种一维电阻阳极位置灵敏探测器
本技术涉及位置分辨探测
，具体应用于散射粒子的不同电荷态分布、同种离子不同能量分布的测量。
技术介绍
离子与材料表面相互作用在表面分析技术、等离子体物理、薄膜生长、催化反应、纳米制造等多个领域均具有重要意义。电荷转移是离子与材料表面相互作用过程中重要的物理过程，通过散射粒子的电荷态分布可以获得碰撞过程中入射粒子的电离或俘获电子信息，同时也能反映材料表面的一些物理、化学性质。基于微通道板(MCP)的一维电阻阳极位置灵敏探测器主要用于确定散射离子的电荷态分布，它具有良好的离子探测效率和增益特性，同时具有高速响应，低噪声以及良好的位置分辨等优点，因此成为目前该领域最受欢迎、最可靠的探测方式之一。目前常用的一维电阻阳极位置灵敏探测器主要由以下几部分组成：一对MCP、电阻阳极、支撑装置以及电路部分。为了保证其一维位置分辨性能，作为电荷收集引出端的电阻阳极必须采用长条形结构。从而，与电阻阳极平行的核心部件MCP通常也要经过特殊定制加工为长条形。由于市场上通用的MCP成品均为圆片形结构，所以这在很大程度上增加了其制作的费用成本和时间成本。而且，由于MCP是由很多空心玻璃纤维通道构成，所以这种长条形的MCP在支撑装置上紧固时会更容易碎裂。此外，长条形MCP接收入射离子的面积相对较小，其探测效率也会受相应的影响。由于聚四氟乙烯耐高压、耐高温的特性，一直被用作一维电阻阳极位置灵敏探测器支撑装置材料。但是，该材料在超高真空条件下放气量较大，往往会限制实验所需的极限真空。此外，聚四氟乙烯耐辐射性能较差，在离子束相关实验中，受较高能量射线辐照后容易降解，从而严重影响其材料性能。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有的一维电阻阳极位置灵敏探测器中长条形MCP制作成本高，易碎裂，离子接收面积小等缺陷，提出了一种新的装配结构，该结构适用于市场上通用的圆片形MCP，能够降低制造成本，降低紧固时MCP碎裂的风险，并且在一定程度上提高探测效率。与此同时，改进支撑材料，从而优化实验真空条件，解决辐照后易降解的难题。为实现上述目的，本技术采用的技术解决方案如下：一种一维电阻阳极位置灵敏探测器，位于超高真空腔的探测器管道内，包括金属压板、弹簧铜垫、陶瓷圈、一对圆片形MCP、缓冲铜圈、电阻阳极、陶瓷垫板以及紧固螺栓，所述陶瓷圈平行位于金属压板和陶瓷垫板之间，其内腔体有环形凸台结构，所述圆片形MCP可放置在所述凸台之上，其中两片MCP之间通过缓冲铜圈隔开；所述弹簧铜垫位于金属压板与陶瓷圈之间；所述电阻阳极安装在陶瓷垫板上；紧固螺栓穿过金属压板以及陶瓷垫板，将以上所述所有部件连接成为一个整体性部件。优选地，所述弹簧铜垫设有自调节支脚，所述自调节支脚用于适当压紧MCP，提高装配稳定性。优选地，所述陶瓷圈，陶瓷垫板选用绝缘性很好的氧化铝陶瓷材料。优选地，所述缓冲铜圈选用磷铜材料，弹性和耐疲劳性能俱佳。优选地，所述电阻阳极选用碳膜电阻阳极，最为简单经济实用。本技术具有以下有益效果：1.相比现有一维电阻阳极探测器长条形结构，上述陶瓷圈支撑结构，可直接安装市场上通用的圆片形MCP，大大节省了制造成本；该固定方式简单可靠，圆片形MCP紧固时碎裂风险较低；同时圆片形MCP接收入射离子面积较大，探测效率有一定提高。2.相比现有一维电阻阳极探测器采用的聚四氟乙烯材料，上述氧化铝陶瓷材料气体放出量小，可提高实验所需极限真空。同时，上述金属压板抗辐照性能较好，更适用于离子束相关实验。附图说明图1是本技术一维电阻阳极探测器的结构示意图；其中，1-金属压板，2-缓冲铜圈，3-陶瓷圈，4-陶瓷圈内部凸台，5-陶瓷垫板，6-紧固螺栓，7-弹簧铜垫，8-MCP，9-电阻阳极,10-自调节支脚。图2是基于本技术结合其他相关实验装置测试的不同电荷态离子位置分辨谱。具体实施方式本技术公开了一种一维电阻阳极位置灵敏探测器，位于超高真空腔的探测器管道内，包括：金属压板，弹簧铜垫，陶瓷圈，一对圆片形MCP,缓冲铜圈，电阻阳极，陶瓷垫板以及紧固螺栓。所述陶瓷圈平行位于金属压板和陶瓷垫板之间，其内腔体有环形凸台结构，圆片形MCP可放置在所述凸台之上，其中两片MCP之间通过缓冲铜圈隔开；所述弹簧铜垫位于金属压板与陶瓷圈之间；所述电阻阳极安装在陶瓷垫板上；紧固螺栓穿过金属压板以及陶瓷垫板，将以上所述所有部件连接成为一个整体性部件。如图1所示，一维电阻阳极探测器的新型结构，位于超高真空腔的探测器管道内，固定在超高真空腔的刀口法兰上，包括：金属压板，弹簧铜垫，陶瓷圈，一对圆片形MCP，缓冲铜圈，电阻阳极，陶瓷垫板以及紧固螺栓。所述陶瓷圈3平行安装在金属压板1和陶瓷垫板5之间，陶瓷圈3内腔体有环形凸台结构4，所述一对圆片形MCP8放置在环形凸台结构4之上，所述一对圆片形MCP之间通过缓冲铜圈2隔开，用来增大离子增益；所述弹簧铜垫7位于金属压板1和陶瓷圈3之间，其设有的自调节支脚10可用于适当压紧一对圆片形MCP8，提高装配稳定性；所述电阻阳极9安装在陶瓷垫板5上；所述紧固螺栓6穿过金属压板1以及陶瓷垫板5，将以上所述所有部件连接成一个整体性部件。所述陶瓷圈3，陶瓷垫5均选用氧化铝陶瓷材料，可提高绝缘性能；所述缓冲铜圈2选用磷铜材料，可提高其缓冲性能；所述电阻阳极9选用碳膜电阻阳极，可在保证良好工作性能前提下降低经济成本。图2是基于本技术结合其他相关实验装置测试的不同电荷态离子位置分辨谱，以证明本技术工作性能良好。最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一维电阻阳极位置灵敏探测器，其特征在于，包括金属压板、弹簧铜垫、陶瓷圈、一对圆片形MCP、缓冲铜圈、电阻阳极、陶瓷垫板和紧固螺栓，所述陶瓷圈平行位于金属压板和陶瓷垫板之间，其内腔体有环形凸台结构，所述圆片形MCP放置在所述凸台之上，其中两片MCP之间通过缓冲铜圈隔开；所述弹簧铜垫位于金属压板与陶瓷圈之间；所述电阻阳极安装在陶瓷垫板上；紧固螺栓穿过金属压板以及陶瓷垫板。

【技术特征摘要】
1.一种一维电阻阳极位置灵敏探测器，其特征在于，包括金属压板、弹簧铜垫、陶瓷圈、一对圆片形MCP、缓冲铜圈、电阻阳极、陶瓷垫板和紧固螺栓，所述陶瓷圈平行位于金属压板和陶瓷垫板之间，其内腔体有环形凸台结构，所述圆片形MCP放置在所述凸台之上，其中两片MCP之间通过缓冲铜圈隔开；所述弹簧铜垫位于金属压板与陶瓷圈之间；所述电阻阳极安装在陶瓷垫板上；紧固螺栓穿过金属压板以及陶瓷垫板。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，张鑫，郭艳玲，陈熙萌，高磊，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62