[发明专利]基于边缘积分的多维电子束能量密度的测定方法及系统

说明书

技术领域

本发明关于能量密度测量技术领域，特别是关于电子束束流能量密度的测量技术，具体的讲是一种基于边缘积分的多维电子束能量密度的测定方法及系统。

背景技术

现有技术中，对电子束束流能量密度进行测定的方法主要包括小孔逐点信号采集测定方法和单缝或热丝信号采集测定方法两种，下面逐一进行介绍。

其中，小孔逐点信号采集测定方法是利用高速、高精度扫描控制系统，将束流快速地在小孔上进行二维扫描，同时高速、高精度数据采集系统进行数据采集，最后由计算机生成三维电子束能量密度分布图，并进行一些特征信号的提取。

单缝或热丝电子束能量密度测定方法是利用扫描电路进行束流偏转，由单缝或热丝获取束流信号，该方法仅能获取电子束能量分布一个维度的信息，精度较差，与束流实际分布相差较大。

现有技术中常用的上述两种电子束能量密度的测定方法中，小孔逐点信号采集测定方法由于硬件电路极其复杂，要求偏转扫描系统能够进行高速、高精度扫描，同时小孔加工困难，在进行较大束流能量密度测定时极易损毁，在后向通道的数据采集环节，要求速度极快。单缝或热丝法能量密度测定方法，由于数据采集仅有一个维度的信息，不能真实反应电子束能量的分布模式，另一维度的信息只能理想化为高斯分布，所测束流的能量分布与实际相差较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于边缘积分的多维电子束能量密度的测定方法及系统，与现有技术中的单缝和热丝法的能量密度测定方法不同，是多维度扫描，提取电子束流不同维度的信息，所采集的数据经过处理还原成能量分布图，测量精度较高，特别适合大功率电子束能量分布的测量。

本发明的目的之一是，提供一种基于边缘积分的多维电子束能量密度的测定方法，包括：波形发生器接收指令信号，根据所述的指令信号输出波形，所述的指令信号中预先设定了波形的偏转速率以及维度；偏转装置根据所述的波形将被测电子装置输出的电子束进行偏转；屏蔽环屏蔽所述的电子束；所述屏蔽环的孔填充的能量吸收部件吸收所述的电子束；传感器感应通过环形沟槽的电子束，得到所述电子束的模拟电压信号，所述的环形沟槽设置在所述屏蔽环上且与屏蔽环为同心圆；数据采集器采集所述的模拟电压信号，得到离散电压信号，并将所述的离散电压信号发送至数据处理系统；所述的数据处理系统对所述的离散电压信号进行反演，得到所述电子束的三维重构图。

本发明的目的之一是，提供了一种基于边缘积分的多维电子束能量密度的测定系统，包括前向偏转系统、数据采集系统以及数据处理系统，其中，所述的前向偏转系统具体包括：波形发生器，用于接收指令信号，根据所述的指令信号输出波形，所述的指令信号中预先设定了波形的偏转速率以及维度；偏转装置，用于接收所述的波形，根据所述的波形将被测电子装置输出的电子束进行偏转；所述的数据采集系统具体包括：屏蔽装置、传感器以及数据采集器，所述的屏蔽装置具体包括：屏蔽环，用于屏蔽所述的电子束；所述屏蔽环的孔填充能量吸收部件，用于吸收所述的电子束；所述的屏蔽环上还设有与屏蔽环为同心圆的环形沟槽；所述的传感器，用于感应通过所述环形沟槽的电子束，得到所述电子束的模拟电压信号；所述的数据采集器，用于采集所述的模拟电压信号，得到离散电压信号，并将所述的离散电压信号发送至所述的数据处理系统；所述的数据处理系统，用于对所述的离散电压信号进行反演，得到所述电子束的三维重构图。

本发明的有益效果在于，提供了一种基于边缘积分的多维电子束能量密度的测定方法及系统，通过提取电子束流不同维度的信息，所采集的数据经过处理还原成能量分布图，为了提高电子束能量分布的测量精度，可增加扫描的维度，随着维度的不断提高，电子束能量分布的信息越多的被提取出来，测量精度较高，由于传感器为环缝，束流停留时间短，因此该方案特别适合大功率电子束能量分布的测量，实现了对大功率电子束束流及其他带电粒子的能量分布进行高精度测定。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于边缘积分的多维电子束能量密度的测定方法的实施方式一的流程图；