[发明专利]一种脉冲离子束截面图像的测量装置及方法

权利要求书

1.一种脉冲离子束截面图像的测量装置，其特征在于，所述的装置包括离子源（1）、石英玻璃管(2)、成像板（3）、铝衬板（4）、调距螺杆（5）、调距螺母（6）、不锈钢法兰（7）、加速电源（8）、真空机组（9）、成像分析仪（10）、离子源脉冲电源（11）、隔离变压器（12）；其连接关系是，所述的离子源（1）、成像板（3）均设置在石英玻璃管（2）内，石英玻璃管（2）通过管道与真空机组（9）连接；铝衬板（4）依次通过调距螺母（5）、调距螺杆（6）固定连接在不锈钢法兰（7）上；成像板（3）固定在铝衬板（4）上；加速电源（8）的正极与离子源（1）的引出端连接，加速电源（8）负极与不锈钢法兰（7）连接；离子源脉冲电源（11）的公共端与离子源（1）引出端连接，离子源脉冲电源（10）正极与离子源（1）阳极连接，离子源（1）阳极与隔离变压器（12）的高压端连接；隔离变压器（12）的低压端与地连接。

2.根据权利要求1所述一种脉冲离子束截面图像的测量装置，其特征在于，所述的铝衬板（4）和成像板（3）为正方形或者圆形，成像板（3）与离子束流运行方向垂直。

3.一种脉冲离子束截面图像的测量方法，依次包括以下步骤：

a) .在脉冲离子束截面图像的测量装置靶位置设置一个铝衬板（4）,与脉冲离子束流方向垂直；

b). 开通加速电源（8），其高压值可调；

c). 启动离子源脉冲电源（11），脉冲为单次或脉冲频率可调；离子源（1）阴阳极间放电，产生电离，离子束被加速并打到铝衬板（4）上，示波器测量铝衬板（4）上的电流波形，得到的波形须与离子源脉冲电源（11）电流波形基本相同；

d). 关闭加速电源（8）、关闭离子源脉冲电源（11），关闭真空阀并将测量装置放气达到正常大气压，把成像板（3）固定在在铝衬板（4）上，与离子束流方向垂直；

e). 由真空机组（9）将脉冲离子束截面图像测量装置中的真空抽到5×10-4Pa以上，开通加速电源（8），调节其高压值为20kV以上范围；离子源（1）阴阳极间放电，产生电离，脉冲离子束被加速，并打到成像板（3）上；

f) .关闭加速电源（8）、关闭离子源脉冲电源（11）；关闭真空阀并将脉冲离子束截面图像测量装置放气达到正常大气压；将成像板（3）取出，用成像分析仪（12）对其扫描，得到包括成像板（3）轮廓在内的离子束截面图像；

g). 如果离子束截面图像超出成像板（3）轮廓，则用成像分析仪（12）的附件清洗仪清除成像板（3）上离子束潜像；用可调螺杆（5）、可调螺母（6）前后调节成像板与离子源引出口间距，并多次重复从b)到f)步骤，直至离子束截面图像在成像板（3）轮廓之内；

h). 根据截面图像观测脉冲离子束形状和密度分布情况，测量束斑横向尺寸和纵向尺寸；

i) .改变离子源脉冲电源（11）脉冲频率，改变加速电源（8）的高压值，并按从a)到h)步骤操作，分别得到不同重复频率和不同加速电压的脉冲离子束截面图像，观测到相应脉冲离子束形状和密度分布情况，测量到相应束斑的横向尺寸和纵向尺寸。