[实用新型]一种用于粒子成像的共线式成像检测器

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共线式成像检测器。

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，这种成像粒子检测方向与粒子飞行时间质谱检测相互垂直的设计模式，其激光作用产生的粒子最终都会受到初始母体粒子横向飞行速度的影响。这种影响对于质量较小的成像探测粒子尤为明显，诸如氢离子和光电子等。

本实用新型专利是一种用于粒子成像的共线式成像检测器。在传统的粒子飞行时间及速度成像装置的基础上，将粒子成像探测器设计成与粒子飞行方向共线的布局。共线式的结构布局有利于消除母体粒子初始动能对光解碎片离子(或光电子)的影响。

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共线式成像检测器。将粒子成像装置以共线式结构布局放置在飞行时间质谱探测器的后端。

当进行飞行时间质谱探测时，调节电机，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，调节电机，质谱探测器离开粒子飞行路径，并将探测器上的电压撤去，而在后面的成像透镜上加载上电压，从而可以实现成像探测。

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是本实用新型共线式粒子成像探测装置的结构示意图，星号代表粒子——激光作用区。

具体实施方式

一种用于粒子成像的共线式成像检测器,将粒子成像装置以共线式结构布局放置在飞行时间质谱探测器的后端；即飞行时间质谱探测器的离子束接收面与粒子成像装置的离子束接收面平行，且它们均处于离子束飞行轨道上。

飞行时间质谱探测器靠近离子束产生源一侧。

质谱探测器与一电机传动连接，通过电机带动质谱探测器沿离子束飞行轨道的垂直方向作直线方向往复运动。