[发明专利]用于降低光电子产率和/或二次电子产率的方法和装置

说明书

一种降低靶标(10)的表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括向靶标(10)的表面施加激光辐射以在表面上产生周期性结构排列，其中所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射并且所述脉冲的功率密度在0.01TW/cm²至3TW/cm²、任选0.1TW/cm²至3TW/cm²的范围内。

本发明涉及处理表面从而降低光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法。

背景

光电子发射(PEE)是指由于光子与表面的相互作用的电子的发射。二次电子发射(SEE)是指由于一次电子与表面的相互作用的二次电子从表面的发射。光电子产率(PEY)可以用于表征PEE并且二次电子产率(SEY)可以用于表征SEE。PEY和SEY可以分别选取为每单个入射光子或电子的发射的电子的平均数量。

在各种各样的装置中，例如在粒子加速器、光束线、波导例如r.f.波导、检测器、航天器、和真空室中，PEE和SEE效应可以导致明显的困难。根据所讨论的装置和应用的具体类型，PEE和SEE效应可以不同地导致不希望的电子云积累、不希望的压力增加、光束损失和不稳定、光束寿命的降低、不希望的热负荷、功率损失、损坏、装置寿命的降低、噪音的增加、和灵敏度的降低。

需要提供改善的或至少备选的用于降低PEY和SEY的方法。

概述

在本发明的第一方面中，提供降低表面的光电子产率(PEY)和/或二次电子产率(SEY)的方法，所述方法包括：

向所述表面施加激光辐射以在所述表面上产生周期性结构排列，其中

所述激光辐射包括包含一系列激光脉冲的脉冲激光辐射并且所述脉冲的功率密度在0.01TW/cm²至3TW/cm²、任选0.1TW/cm²至3TW/cm²的范围内。

任选地，功率密度可以在0.1TW/cm²至2TW/cm²的范围内，任选在0.3TW/cm²至2TW/cm²的范围内，任选在0.4TW/cm²至1.5TW/cm²的范围内，进一步任选在0.38TW/cm²至0.6TW/cm²、0.16TW/cm²至0.54TW/cm²的范围内。

通过使用具有这样的功率密度的激光脉冲，可以得到为表面提供所需性质的周期性结构排列。例如，可以得到具有所需的二次电子产率(SEY)的值或值的范围的表面。

所述方法可以改变表面的性质，以使得所述表面具有小于1.5、任选小于1.2、任选小于1.0、任选小于或等于0.7、任选在0.2至1.0的范围内、任选在0.5至1.0的范围内、任选在0.3至0.9的范围内、任选在0.6至0.8的范围内、任选大约等于0.7的SEY的值。SEY的值可以是紧接激光辐射的施加之后的值，例如在油脂、污垢、氧化物或其他污染物或外来材料的聚集之前，和/或在清洁之后。

激光脉冲可以具有少于表面的材料的热弛豫时间的持续时间。激光脉冲可以具有使得表面的材料的电子和原子晶格基本上在激光脉冲的整个施加期间具有基本上不同的温度的持续时间。激光脉冲可以具有使得表面的材料被蒸发或气化或移除中的至少一种而不使表面实质性熔融和/或流动的持续时间。激光脉冲可以具有使得表面的一些材料被蒸发或气化或移除中的至少一种而不使表面的其余材料实质性熔融和/或流动的持续时间。

激光脉冲的脉冲持续时间可以在200飞秒(fs)至1000皮秒(ps)的范围内。