【技术实现步骤摘要】
基于飞行时间质谱的真空气室电场强度测量装置和方法
本专利技术属于电场强度的测量领域，具体涉及一种结构简单、操作方便、测量准确的基于飞行时间质谱的真空气室均匀电场强度测量装置和方法。
技术介绍
真空气室是在真空泵维持的真空环境内充有原子或分子气体的腔体，是基础科学研究和国防工业应用的基本设备，在溅射镀膜、离子加速、电磁冶金、冷原子分子操控等领域都有广泛应用。这些应用广泛使用到原子分子气体的均匀静电场，例如溅射镀膜中正离子在电场加速下高速轰击阴极靶体，环形离子加速器中周期性电场逐次加速离子，电磁冶金中电场对材料进行改性处理，超冷原子分子中电场控制原子分子的偶极取向。制备均匀电场的静电极板通常安装于真空腔体内部。这是由于如果把直流电场极板放置在真空腔体外，可能需要数千伏甚至数万伏的高压才能有效控制真空腔体内的原子分子。这样高压不仅难以实现，而且比较危险，同时高压也容易使腔体及周围介质发生极化。为了测量真空气室内电场强度这一重要参数，最常用的方法是理论计算或软件仿真，但其准确性需要实际测量来验证。若在大气环境中复建真空腔体内...
【技术保护点】
1.一种基于飞行时间质谱的真空气室电场强度测量装置，真空气室（16）内设置有相互平行的第一栅网（10）和第二栅网（11），其特征在于，包括脉冲激光源、加速电场控制器（4）、第一微通道板探测器（13）、第二微通道板探测器（14）、第一信号收集板（12）、第二信号收集板（15）、信号处理电路（21）、数字示波器（22），所述第一微通道板探测器（13）、第二微通道板探测器（14）、第一信号收集板（12）和第二信号收集板（15）设置在真空气室（16）内；/n所述脉冲激光源用于输出脉冲激光，所述脉冲激光在真空气室（16）内的传播方向与所述第一栅网（10）平行，并位于第一栅网（10）和...
【技术特征摘要】
1.一种基于飞行时间质谱的真空气室电场强度测量装置，真空气室（16）内设置有相互平行的第一栅网（10）和第二栅网（11），其特征在于，包括脉冲激光源、加速电场控制器（4）、第一微通道板探测器（13）、第二微通道板探测器（14）、第一信号收集板（12）、第二信号收集板（15）、信号处理电路（21）、数字示波器（22），所述第一微通道板探测器（13）、第二微通道板探测器（14）、第一信号收集板（12）和第二信号收集板（15）设置在真空气室（16）内；
所述脉冲激光源用于输出脉冲激光，所述脉冲激光在真空气室（16）内的传播方向与所述第一栅网（10）平行，并位于第一栅网（10）和第二栅网（11）之间，用于对真空气室内的原子进行电离，产生飞行离子，所述加速电场控制器（4）用于向所述第一栅网（10）或第二栅网（11）输出方波形电压，使所述第一栅网（10）与第二栅网（11）之间产生方波形电场，所述飞行离子在方波形电场的作用下飞向第一微通道板探测器（13）或第二微通道板探测器（14）并产生电流信号，电流信号经所述第一信号收集板（12）或第二信号收集板（15）收集后，经所述信号处理电路（21）发送至所述数字示波器（22）显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于飞行时间质谱的真空气室电场强度测量装置，其特征在于，还包括数字脉冲发生器（1），所述数字脉冲发生器（1）的输出端与加速电场控制器（4）连接，用于调节所述加速电场控制器（4）输出的方波形电压信号的上升沿时刻以及下降沿时刻。
3.根据权利要求2所述的一种基于飞行时间质谱的真空气室电场强度测量装置，其特征在于，所述脉冲激光源包括激光器（2），所述激光器（2）用于在数字脉冲发生器（1）的控制下产生ns时间宽度的激光脉冲。
4.根据权利要求1所述的一种基于飞行时间质谱的真空气室电场强度测量装置，其特征在于，还包括第一单刀双掷开关（19）和第二单刀双掷开关（20），所述第一单刀双掷开关（19）的一端与加速电场控制器（4）连接，另一端分别与第一栅网（10）和第二栅网（11）连接；所述第二单刀双掷开关（20）的一端分别与第一信号收集板（12）和第二信号收集板（15）连接，另一端与信号处理电路（21）连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于飞行时间质谱的真空气室电场强度测量装置...
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