一种适用于大能散电子束的高精准电子谱仪的制作方法

1.本发明涉及电子谱仪技术领域，尤其涉及一种适用于大能散电子束的高精准电子谱仪。


背景技术：

2.高能量的电子束在探测亚原子物质结构，产生高亮度x射线用于揭示生物分子结构以及记录化学反应过程中有着广泛而重要的应用。几十年以来，射频加速器是加速电子的主要工具，取了重要的结果。作为一种传统的加速器，其所采用的金属结构存在着一个击穿阈值其规模一般比较大，造价也相对高昂。近十几年来，激光等离子体尾波加速得到了快速发展，有望成为一种紧凑、低成本的电子加速新途径。尾波场强度的上限为等离子体的波破极限，可以达到100gv/m以上，高于普通加速器三个量级以上，这大大减小了加速器的尺寸，降低了费用。
3.随着激光技术的不断进步，以及对等离子体的良好控制，由激光尾波场加速得到的电子能量和品质也在不断提高。目前需要将这种新型的加速器逐渐发展成一个用户平台装置，为一些具体的应用，比如台式化x射线、伽玛射线辐射源，基于尾波加速的自由电子激光器以及非线性汤姆逊散射源等，提供高品质的电子源。在这个过程中，许多传统加速器中使用的电子束诊断设备也不断的应用于激光尾波场电子加速器，而电子能谱仪作为其中重要的一环为稳定的电子束的输出提供了重要的参考。但传统电子加速器电子能量比较稳定，具有极高的重复性，而发展了仅仅20年的激光尾波场电子加速器受限于激光等离子体的不稳定性和高度非线性效应，产生的电子束流的指向性具有较大的抖动，电子的轨迹会受到这种抖动的影响，导致现有的电子能谱仪无法精准测量电子的能量，迫切需要发明一种新的电子能谱仪来排除这一抖动误差的影响，精准的反演电子的轨迹来定标每一发电子的能量。此外传统的能谱分析技术有着参量测量范围不够广，分辨率不够高，测量对象单一等一系列问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述状况，有必要提出一种精度高误差小的适用于大能散电子束的高精准电子谱仪。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适用于大能散电子束的高精准电子谱仪，包括电子传输管道、二极铁、钛膜、锡箔纸、第一荧光板、第二荧光板、第一暗室和第二暗室；所述二极铁的磁场可调，所述电子传输管道从所述二极铁中间穿过，在穿出所述二极铁后所述电子传输管道呈30度角折弯扩展，所述钛膜真空密封所述电子传输管道管道的末端；在所述电子传输管道后方依次设置有紧贴的所述第一暗室和所述第二暗室，所述第一暗室的前表面依次贴有所述锡箔纸和所述第一荧光板，所述第二荧光板分隔所述第一暗室和所述第二暗室，所述第一荧光板与所述第二荧光板平行设置，所述第一暗室内均配置有第一ccd相机，所述第二暗室内配置有第二ccd相机。
6.进一步的，所述电子传输管道由前直管段、扩展段和后直管段依次连接一体而成。
7.进一步的，所述扩展段呈直角三角形，其一侧与所述第一荧光板平行，另一侧与所述第一荧光板垂直。
8.进一步的，所述扩展段的前端与所述二极铁的前端对齐。
9.进一步的，从所述电子传输管道末端产生的电子束垂直射入到所述第一荧光板和所述第二荧光板上。
10.进一步的，扩展段的长度为20～150cm。
11.进一步的，所述二极铁采用h型对称结构。
12.进一步的，所述二极铁内的电流为5
‑
20a。
13.本发明的有益效果在于：磁场可调的二极铁所提供的磁场很大，使得能够测量的能量范围从几十mev到1gev，所能采集到的电量的动态范围大。采用了钛膜真空密封电子传输管道，配合第一荧光板和第二荧光板，使得本仪器分辨率高，简单易调，能够测量电子束的峰值能量，能散，以及电量。第一ccd相机和第二ccd相机两个ccd相机确保了电子能量测量的精准度，排除了电子抖动误差带来的影响。
附图说明
14.图1是本发明实施例一种适用于大能散电子束的高精准电子谱仪的结构示意图。
15.标号说明：
16.100、电子传输管道；110、前直管段；120、扩展段；130、后直管段；
17.200、二极铁；300、钛膜；400、锡箔纸；500、第一荧光板；
18.600、第二荧光板；700、第一暗室；710、第一ccd相机；800、第二暗室；810、第二ccd相机。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种适用于大能散电子束的高精准电子谱仪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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.请参照图1，一种适用于大能散电子束的高精准电子谱仪，包括电子传输管道100、二极铁200、钛膜300、锡箔纸400、第一荧光板500、第二荧光板600、第一暗室700和第二暗室800；二极铁200的磁场可调，电子传输管道100从二极铁200中间穿过，在穿出二极铁200后电子传输管道100呈30度角折弯扩展，钛膜300真空密封电子传输管道100管道的末端；在电子传输管道100后方依次设置有紧贴的第一暗室700和第二暗室800，第一暗室700的前表面依次贴有锡箔纸400和第一荧光板500，第二荧光板600分隔第一暗室700和第二暗室800，第一荧光板500与第二荧光板600平行设置，第一暗室700内均配置有第一ccd相机710，第二暗室800内配置有第二ccd相机810。
21.磁场可调的二极铁200所提供的磁场很大，使得能够测量的能量范围从几十mev到1gev，所能采集到的电量的动态范围大。采用了钛膜300真空密封电子传输管道100，配合第一荧光板500和第二荧光板600，使得本仪器分辨率高，简单易调，能够测量电子束的峰值能量，能散，以及电量。第一ccd相机710和第二ccd相机810两个ccd相机确保了电子能量测量
的精准度，排除了电子抖动误差带来的影响。
22.请参照图1，电子传输管道100由前直管段110、扩展段120和后直管段130依次连接一体而成。
23.请参照图1，扩展段120呈直角三角形，其一侧与第一荧光板500平行，另一侧与第一荧光板500垂直。方面电子束垂直射入到荧光板。
24.特别的，扩展段120的前端与二极铁200的前端对齐。
25.特别的，从电子传输管道100末端产生的电子束垂直射入到第一荧光板500和第二荧光板600上。
26.优选的，扩展段120的长度为20～150cm。
27.特别的，二极铁200采用h型对称结构。
28.优选的，二极铁200内的电流为5
‑
20a。
29.电子以接近光速的速度沿着电子传输管道100运动，在电子传输管道100扩展段120内经过加了电流的二级铁偏转后，穿过钛膜300以及锡箔纸400，击打在第一荧光板500和第二荧光板600上产生电子束斑截面图像，第一ccd相机710和第二ccd相机810将靶片上的图象通过计算机进行处理，将图象投影到水平方向轴上，即可得到一个强度分布曲线。其强度最大处对应中心能量。通过计算第一ccd相机710和第二ccd相机810探测到的能谱图即可得到电子束团的能量，能散，电量等信息。
30.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
31.综上所述，本发明提供的一种适用于大能散电子束的高精准电子谱仪，磁场可调的二极铁所提供的磁场很大，使得能够测量的能量范围从几十mev到1gev，所能采集到的电量的动态范围大。采用了钛膜真空密封电子传输管道，配合第一荧光板和第二荧光板，使得本仪器分辨率高，简单易调，能够测量电子束的峰值能量，能散，以及电量。第一ccd相机和第二ccd相机两个ccd相机确保了电子能量测量的精准度，排除了电子抖动误差带来的影响。
32.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。