[发明专利]一种粒子加速器能量选择与分析系统

权利要求书

1.一种粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：包括通过真空束流管路依次连接的降能器、第一能量分析狭缝、第一块二极磁铁、第二能量分析狭缝、束流强度探测器及第二块二极磁铁；

还包括位于第一能量分析狭缝与第一块二极磁铁输入端、第一块二极磁铁输出端与第二能量分析狭缝之间的四极磁铁及位于束流强度探测器与第二块二极磁铁之间的四极磁铁；

所述第一块二极磁铁及第二块二极磁铁呈45°对称设置；

所述第一能量分析狭缝及第二能量分析狭缝均为宽度可调的束流狭缝；

第一能量分析狭缝及第二能量分析狭缝间的2×2传输矩阵R中的R₁₂＝0。

2.根据权利要求1所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：所述降能器包括旋转驱动机构、真空腔体及位于真空腔体内部的降能转盘；

旋转驱动机构的驱动轴穿过真空腔体与降能转盘连接；

所述降能转盘包括旋转盘及位于旋转盘上厚度不同的若干降能块，各降能块位于同一圆周上；

所述真空腔体上设有进口束流管道及出口束流管道，加速器出射的束流从进口束流管道进入真空腔体，垂直穿过降能转盘上的降能块后，通过出口束流管道出射；

所述旋转驱动机构包括伺服电机、减速机及磁流体密封传动装置；

伺服电机的输出轴接减速机的输入轴，减速机的输出轴通过联轴器与磁流体密封传动装置的中心轴连接，磁流体密封传动装置的中心轴穿过真空腔体与降能转盘连接；磁流体密封传动装置为真空室中导入旋转运动并实现真空密封。

3.根据权利要求2所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：旋转盘上沿同一圆周开有N个孔位，N-1个降能块以可拆卸的方式分别固定于孔位内。

4.根据权利要求3所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：所述真空腔体上设有更换窗、观察窗及抽真空管道，更换窗与真空腔体法兰连接；

所述降能器还包括支撑底座，真空腔体位于支撑底座上；真空腔体为圆柱形腔，端面可拆卸。

5.根据权利要求1-4任一所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：第一能量分析狭缝及第二能量分析狭缝均包括真空腔室、位于真空腔室内的左右两块石墨块及位于真空腔室外的两套驱动机构；

所述真空腔室的前后端与真空束流管路连通；

两套驱动机构均包括电机、传动机构及推进杆，所述推进杆穿过真空腔室分别与左右两块石墨块连接；左右两块石墨块在束流方向前后错位；电机通过各自的传动机构带动推进杆，使得左右两块石墨块沿与束流垂直的方向运动；

左右两块石墨块上分别连接有信号引出线，两条信号引出线穿过真空腔室引出。

6.根据权利要求5所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：所述真空腔室包括纵向管状真空腔体、两段横向管状真空腔体及两段波纹管；

所述纵向管状真空腔体的两端与真空束流管道连通；

两段横向管状真空腔体的一端分别固定在纵向管状真空腔体的管壁相对位置处，并与纵向管状真空腔体相连通；两段横向管状真空腔体的另一端开有能够使推进杆穿过的开孔；

两段波纹管的一端分别与两段横向管状真空腔体连接并通过横向管状腔体上的开孔与横向管状腔体连通，两段波纹管的另一端密封并与传动机构连接。

7.根据权利要求6所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：第一能量分析狭缝及第二能量分析狭缝均还包括位于石墨块及推进杆之间的左右两个绝缘块；石墨块及绝缘块位于横向管状腔体内，推进杆的一端与绝缘块连接，另一端穿过横向管状真空腔体的开孔后固定在波纹管内。

8.根据权利要求7所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：所述驱动机构还包括底座，所述传动机构及电机固定在底座上；波纹管焊接在横向管状真空腔体上。

9.根据权利要求8所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：所述纵向管状真空腔体上设有观察窗。

10.根据权利要求9所述的粒子加速器能量选择与分析系统，其特征在于：石墨块厚10mm，绝缘块材料为陶瓷；降能块的材料为石墨或铝；旋转盘的材料为不锈钢。