[发明专利]一种用于低能重离子的束团参数测量系统，以及一种频率谐振选能能量测量方法

权利要求书

1.一种用于低能重离子的束团参数测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：步进电机驱动平台（1），真空内测量探头（2），数据采集系统（3）以及外部激励源（4），其中，所述真空内测量探头（2）包括：

由低能重离子依次穿过的前位置选择狭缝（21）、前平板激励电极（23）、后平板激励电极（24）以及后位置选择狭缝（22）；以及

位于所述后位置选择狭缝（22）之后的法拉第筒（25）；

其中，所述前平板激励电极（23）和后平板激励电极（24）分别包括一对平行设置的上电极板和下电极板，所述上电极板和下电极板分别设置于所述低能重离子的束流中轴线（M）的上方和下方，所述前平板激励电极（23）和后平板激励电极（24）之间间隔一漂移段（26）；

其中，所述真空内测量探头（2）装载于所述步进电机驱动平台（1）上，所述外部激励源（4）分别与所述前平板激励电极（23）和后平板激励电极（24）电连接，并受所述数据采集系统（3）控制，以输出激励信号，所述数据采集系统（3）与所述法拉第筒（25）相连。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述外部激励源（4）包括扫频激励源（41）和三角波激励源（42）。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述前平板激励电极（23）和后平板激励电极（24）的所述上、下电极板的电极间距在汽缸或电机的驱动下改变。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，所述电极间距在5mm和15mm两档之间切换，分别用于能散度和发射度的测量。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述前位置选择狭缝（21）和后位置选择狭缝（22）的宽度均为20μm。

6.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述前平板激励电极（23）和后平板激励电极（24）的长度以及所述漂移段（26）长度均为100mm。

7.一种频率谐振选能能量测量方法，其特征在于，所述方法包括使用根据权利要求1-6中任意一项所述的测量系统，其中，低能重离子进入所述真空内测量探头（2），依次穿过前位置选择狭缝（21）、前平板激励电极（23）、后平板激励电极（24）以及后位置选择狭缝（22），通过所述外部激励源（4）调整施加到所述前平板激励电极（23）和后平板激励电极（24）上的谐振频率，所述真空内测量探头（2）在所述步进电机驱动平台（1）的驱动下完成对所述低能重离子的束团参数的测量。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述束团参数的测量包括能散度、发射度以及离子比的测量。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述能散度的测量包括以下步骤：

1）分别调整所述前、后平板激励电极（23，24）的电极间距，通过步进电机驱动平台（1）驱动真空内测量探头（2）至合适位置，在不加任何激励功率的情况下，使得所述法拉第筒（25）读数最大，然后将外部激励源（4）切换至扫频激励源（41），并使得所述前、后平板激励电极（23，24）上所加激励信号反相；

2）在不同激励频率f_E下记录法拉第筒（25）读数的最大值Q_m，得到完整的f_E～Q_m曲线；

3）通过数据拟合得到所述f_E～Q_m曲线的半高全宽σ_f，通过σ_E²=σ_f²-σ₀²计算束团的能散度σ_E，其中，σ₀为所述测量系统的能量分辨率。