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基于微孔法拉第杯的高功率密度电子束流密度分布测量方法 被引量：2
1
作者 李晨 秦臻 +3 位作者 向军 李天涛 何小中 夏连胜 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期57-63,共7页
电子束焊机中的电子束具有功率密度高(10^(6)~10^(8)W/cm^(2))、焦斑尺寸小(几百微米)的特点。其束流密度分布是一项重要的束流品质参数,对焊接工艺研究具有重要意义。然而,传统的电子束密度测量方法(比如荧光成像法)在如此高的功率密... 电子束焊机中的电子束具有功率密度高(10^(6)~10^(8)W/cm^(2))、焦斑尺寸小(几百微米)的特点。其束流密度分布是一项重要的束流品质参数,对焊接工艺研究具有重要意义。然而,传统的电子束密度测量方法(比如荧光成像法)在如此高的功率密度下无法使用。研究了一种基于水冷微孔法拉第杯与高频束流扫描相结合的测量方法。在电子束焊机偏转线圈上加高频(1~10 kHz)信号,使电子束在较大尺寸范围内扫描,从而降低电子束沉积在法拉第杯表面的功率密度,避免法拉第杯表面被烧毁。可用于真空腔体中的水冷微孔法拉第杯是经过特别设计的,通过水冷带走电子束损失在法拉第杯的表面上的热量。法拉第杯表面有一个数十微米尺寸的微孔。当电子束周期性地经过微孔时,少量电子束通过微孔会进入法拉第杯,形成电信号并经过集成在法拉第杯中的放大器放大后被采集。电子束功率密度分布可由采集到的时域内的电流信号进行重建得到。实验证明,该方法可以准确测量电子束焊机中高功率密度电子束的密度分布,同时具有约23μm的成像精度。 展开更多
关键词 电子束焊机 高功率密度电子束 束流密度测量 微孔法拉第杯
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一种微型FAIMS传感器芯片的研制 被引量：10
2
作者 李华 王晓浩 +4 位作者 唐飞 张亮 杨吉 吝涛 丁力 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1355-1363,共9页
基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子... 基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子化区中聚焦电极的电场作用,实现离子在进入迁移区之前的聚焦,提高离子信号的强度.通过在上下玻璃上溅射Au/Cr(300nm/30nm)金属,并与厚度为200μm、采用感应耦合等离子体(ICP)工艺刻蚀的硅片键合,形成迁移区的矩形通道,尺寸为10mm×5mm×0.2mm.离子检测区为三排直径200μm、间距100μm交错排列的圆柱阵列式微法拉第筒,能同时检测正负离子.采用频率为2MHz,最大电压为364V,占空比为30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.以丙酮和甲苯为实验样品,载气流速80L·h-1,补偿电压从-10V到3V以0.1V的步长进行扫描,得到了丙酮和甲苯的FAIMS谱图,验证了FAIMS芯片的性能.丙酮和甲苯的FAIMS-MS实验进一步表明FAIMS系统实现了离子分离和过滤功能. 展开更多
关键词 高场非对称波形离子迁移谱 微机电系统 高场非对称方波 微法拉第杯
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一种基于微型法拉第杯阵列的电磁分离器用束流测量装置研究
3
作者 吴翛 张明旭 任秀艳 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第5期712-718,共7页
束流测量可以确定各同位素的峰值位置,对提高分离效率和产品丰度至关重要。为此研制了一种用于同位素电磁分离器的束流强度分布测量装置,总共由7个微型法拉第杯阵列组成,成纵向排列,杯身直径8 mm,入射孔径1 mm。利用此微型法拉第杯探头... 束流测量可以确定各同位素的峰值位置,对提高分离效率和产品丰度至关重要。为此研制了一种用于同位素电磁分离器的束流强度分布测量装置,总共由7个微型法拉第杯阵列组成,成纵向排列,杯身直径8 mm,入射孔径1 mm。利用此微型法拉第杯探头阵列进行了同位素电磁分离器接收端的束流分布的实验测量,结果显示接收器处束流强度呈高斯分布,各同位素峰值区分明显,峰位置、峰高比都与仿真计算结果和理论预期符合较好,与实际情况贴合,为同位素电磁分离器接收装置优化给出重要参数。 展开更多
关键词 微型法拉第杯 阵列 束流强度分布 高斯分布
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用于高场非对称波形离子迁移谱系统的阵列式微法拉第筒离子检测器 被引量：6
4
作者 唐飞 王晓浩 张亮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2597-2602,共6页
提出了一种可减小高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统体积的阵列式微法拉第筒离子检测器,该检测器具有结构简单、稳定性好、噪声小、量程大、可在大气压条件下工作等优点。阵列式微法拉第筒包括栅电极、敏感电极、屏蔽电极3部分,其中... 提出了一种可减小高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统体积的阵列式微法拉第筒离子检测器,该检测器具有结构简单、稳定性好、噪声小、量程大、可在大气压条件下工作等优点。阵列式微法拉第筒包括栅电极、敏感电极、屏蔽电极3部分,其中敏感电极由数十个直径为200μm的硅圆柱交错排列而成。通过典型的MEMS工艺制作,法拉第筒与平板型FAI MS系统的MEMS工艺完全兼容。Fluent仿真结果表明,这种阵列式的设计,气体运动阻力较小,流场分布有助于载气中离子被充分吸收。与KEITHLEY237电流表级联后,测得阵列式微法拉第筒的噪声水平在0.5 pA以下。对丙酮样本进行了实验测试,结果显示其输出信号为210 pA左右,表明该阵列式微法拉第筒满足FAIMS系统的要求。 展开更多
关键词 高场非对称波形离子迁移谱 微机电系统 法拉第筒 离子检测器 微弱电流
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荷电控制电子枪特性的测量 被引量：3
5
作者 邓晨晖 王岩 +1 位作者 刘俊标 韩立 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期847-852,共6页
扫描电子显微镜在科研和实际工作中扮演着越来越重要的角色,在集成电路行业常常被用来测量器件的关键尺寸。集成电路器件在进行表征时容易形成电荷积累,电荷积累会严重干扰检测系统的图像质量而影响测量器件尺寸的精度。使用荷电控制电... 扫描电子显微镜在科研和实际工作中扮演着越来越重要的角色,在集成电路行业常常被用来测量器件的关键尺寸。集成电路器件在进行表征时容易形成电荷积累,电荷积累会严重干扰检测系统的图像质量而影响测量器件尺寸的精度。使用荷电控制电子枪是一种常见且有效消除电荷积累的方式,荷电控制电子枪的特性直接影响着成像质量和检测效率。目前国内缺少有效针对荷电控制电子枪性能评价的研究,本文提出了一种法拉第杯小孔扫描测量方法并搭建了一套测试平台,在该平台上对自主研制的电子枪进行了束斑大小、束流密度分布和发散角等电子束特性测量,这将为对荷电控制电子枪的优化设计和安装调试起到了指导作用。 展开更多
关键词 荷电现象 荷电控制电子枪 束斑测量 法拉第杯小孔扫描法
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