[实用新型]一种用于粒子成像的脉冲再参考透镜

说明书

技术领域

本实用新型属于光电子成像技术领域，具体涉及一种用于粒子成像的脉冲再参考透镜。

背景技术

粒子速度成像技术(包括光碎片成像、光电子成像、分子反应产物成像)是分子反应动力学研究的一种重要手段，其最重要的特点是可以在一幅影像中同时得到散射粒子的全三维的速度大小和方向分布，即可以同时获得粒子的能谱信息和角分布信息。

目前，光电子成像技术主要采用的是Eppink和Parker等提出的成像装置，即采用双场加速代替传统成像系统的单场加速，用中间开孔的电极片代替栅网电极片，其电场形成了离子透镜效果，使得激光——分子相互作用区中不同位置具有相同速度的离子聚焦在探测器面上的同一点上。

开展粒子速度成像实验时，首先要求对母体粒子(包括反应物粒子、负离子)进行时间分辨探测，这往往要求同时应用到飞行时间质谱技术。传统的实验装置是将飞行时间质谱探测器和粒子成像装置串联式放置在粒子的飞行路径上。这就有两种常见的布局，一种是质谱探测器置于粒子成像装置前端，如图1所示；另一种是质谱探测器置于粒子成像探测器的后端，如图2所示。

串联式设计1采用的比较少，当进行飞行时间质谱探测时，首先要通过直线导入器牵引，将质谱探测器置于粒子飞行路径上；当进行粒子成像探测时，首先要通过直线导入器索引，将质谱探测器移出粒子飞行路径，并撤去质谱探测器上的电压。

目前采用比较多的方式是串联式设计2，当进行飞行时间质谱探测时，撤去粒子成像透镜上的电压，让粒子穿过成像透镜到达质谱探测器，当进行粒子成像探测时，只需给成像透镜加载上电压即可。

然而，无论是质谱探测器放置在粒子成像装置的前端还是后端，离子进入粒子成像装置之前一般是在无场区飞行。而传统的成像静电透镜，为了维持电场的稳定性，一般都是加载着直流高压。当成像装置的电压高于粒子的动能时，粒子是不能进入激光作用区。为了解决这一个问题，常常要求在成像静电透镜前接一再参考透镜。当粒子进入再参考透镜中时，一脉冲电压加载到再参考透镜上。该电压值与成像透的入口处的第一片透镜电压是相等的。这样保证了粒子能均场进入粒子成像区。。

本实用新型专利是一种用于粒子成像的脉冲再参考透镜,在粒子成像透镜的基础上，在其前端添加一组等间距的电极片。这些电极片与成像静电透镜入口处的第一片电极片用导电高压细线相接在一起。工作时，在成像电极片上加载脉冲电压，就可以实现离子再参考。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是设计一种用于粒子成像的脉冲再参考透镜，在粒子成像透镜的基础上，于粒子成像透镜的粒子入口前端添加一组等间距平行排列的中部带通孔的平板状电极片；这些电极片与成像静电透镜入口处的第一片电极片用导线相连接在一起。工作时，在成像电极片上加载脉冲电压，就可以实现离子再参考。

附图说明

图1.传统的粒子飞行时间及速度成像装置串联式设计1，星号代表粒子——激光作用区。

图2.传统的粒子飞行时间及速度成像串联式设计1，星号代表粒子——激光作用区。

图3是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

一种用于粒子成像的脉冲再参考透镜,包括粒子成像透镜，：在粒子成像透镜的基础上，于粒子成像透镜的粒子入口前端添加一组等间距平行排列的中部带通孔的平板状电极片；这些电极片与成像静电透镜入口处的第一片电极片用导线相连接在一起。

电极片中部的通孔与与成像静电透镜入口处的第一片电极片上的通孔同轴。

成像静电透镜入口处的第一片电极片上与脉冲电源相连。

工作时，给成像静电透镜加载上脉冲电压。脉冲电压的时序通过DG535时来控制。当离子束进入到离子再参考时，脉冲电压加载上。因为再参考电极片与成像电极片第一片是相连的，因此这几片电极片上加载的电压是相同的，从而在再参考透镜上形成等电势匀场。这样可以实现从零电势实然向高电压电势的转变，粒子在其中飞行时其速度不会受到影响。从而能保证离子束能够从低电势区进入电势区。