[发明专利]一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪

权利要求书

1.一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，包括准直圆盘、锥形磁场屏蔽铁、Halbach二极磁铁、电极板、两根电源线、成像板、装配内壳和装配外壳；

所述准直圆盘中心带有准直通孔；

所述锥形磁场屏蔽铁内部开有锥形通孔，其锥形小端和锥形通孔的锥形小端在同一侧；

所述Halbach二极磁铁呈具有柱状通孔的圆柱体状；

所述电极板由两块“凸”字型金属板构成；两块金属板之间呈一定夹角；两块金属板前端之间的距离小于其后端之间的距离；两块金属板的前端设置在Halbach二极磁铁的柱状通孔的内部，并且，与Halbach二极磁铁的前端齐平，其后端分别连接两根电源线；

所述锥形磁场屏蔽铁的锥形小端和准直圆盘紧贴在一起，其另一端和Halbach二极磁铁的一个底面紧贴在一起；锥形磁场屏蔽铁的中心轴线、准直圆盘的中心轴线以及Halbach二极磁铁的中心轴线重合；锥形磁场屏蔽铁的锥形小端的直径与准直圆盘的直径相等，其另一端的直径和Halbach二极磁铁的底面的直径相等，其锥形通孔的直径大于准直圆盘的准直通孔的直径，其另一端的通孔的直径与Halbach二极磁铁的柱状通孔的直径相等；

所述装配内壳包裹住Halbach二极磁铁的圆柱面；装配外壳前端呈锥状，其后端呈圆柱体状；该装配外壳紧密包裹住准直圆盘、锥形磁场屏蔽铁和装配内壳，其后端与两块金属板的后端齐平；

所述成像板设置在两个金属板之间，其与Halbach二极磁铁的中心轴线成一定角度，并且，其与Halbach二极磁铁的柱状通孔中的磁场方向平行。

2.根据权利要求1所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述Halbach二极磁铁由八瓣不同极化方向的永磁铁构成；该八瓣不同极化方向的永磁铁均为弧度为45°柱状体。

3.根据权利要求1所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述两块金属板的其中一块金属板平行于Halbach二极磁铁的中心轴线，其法向与Halbach二极磁铁的柱状通孔中的磁场方向平行；另一块金属板与Halbach二极磁铁的中心轴线呈一定夹角。

4.根据权利要求1所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述锥形磁场屏蔽铁的锥形小端的直径为其另一端的直径的一半；锥形磁场屏蔽铁的厚度为Halbach二极磁铁的柱状通孔的直径的四分之三。

5.根据权利要求1所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述成像板呈矩形。

6.根据权利要求1所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述Halbach二极磁铁的圆柱体的直径与柱状通孔的直径之比为2.5，其圆柱体的高度与柱状通孔的直径之比为2。

7.根据权利要求1所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述两块金属板的前端的宽度为Halbach二极磁铁的柱状通孔的直径的三分之二。

8.根据权利要求1所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述该装配内壳和该装配外壳均为非磁性材料。

9.根据权利要求8所述的一种基于Halbach二极磁铁的汤姆逊离子谱仪，其特征在于，所述该装配内壳和装配外壳均为铝；准直圆盘为钽；所述Halbach二极磁铁为NdFeB48。