[发明专利]电子束流能量密度分布测量系统及方法

权利要求书

1.一种电子束流能量密度分布测量系统，其特征在于，包括：

电子束发生偏转聚焦装置，所述电子束发生偏转聚焦装置用于控制电子束的产生、聚焦和偏转；

电子束能量密度测量装置，所述电子束能量密度测量装置包含直角缺口，用于采集所述电子束发生偏转聚焦装置产生的电子束漏过所述直角缺口的电子束流强度，同时记录电子束的偏转信号；

控制器，所述控制器用于控制所述电子束发生偏转聚焦装置产生、聚焦和偏转电子束，同时控制所述电子束能量密度测量装置采集所述电子束流强度和记录电子束偏转信号；以及

数据处理装置，所述数据处理装置用于将所述电子束流强度信号根据电子束偏转信号构建成二维数据矩阵，以采用二阶微分方法计算获得电子束能量密度分布。

2.根据权利要求1所述的电子束流能量密度分布测量系统，其特征在于，还包括：

成形平台，所述成形平台置于所述电子束发生偏转聚焦装置下方，用于调整所述电子束能量密度测量装置高度，保证所述直角缺口与所述电子束发生偏转聚焦装置的焦平面重合；

真空室，用于提供真空环境，保证所述电子束正常传播，其中，所述成形平台与所述电子束能量密度测量装置均置于所述真空室内部。

3.根据权利要求1所述的电子束流能量密度分布测量系统，其特征在于，所述电子束能量密度测量装置包括：

电子挡板，所述电子挡板包含所述直角缺口，用于遮挡和筛选电子束；

电子收集装置，所述电子收集装置置于所述电子挡板下方，用于接收透过所述电子挡板的电子束；

信号放大器，所述信号放大器输入端与所述电子收集装置连接，用于放大微弱电流信号；以及

数据采集卡，所述数据采集卡与所述信号放大器输出端相连，用于记录所述信号放大器输入电流信号。

4.根据权利要求3所述的电子束流能量密度分布测量系统，其特征在于，通过将两块长方形金属薄片呈90°交叉构造出包含直角缺口的所述电子挡板，且所述金属薄片的边缘厚度为0.001mm～1mm。

5.根据权利要求3所述的电子束流能量密度分布测量系统，其特征在于，所述电子挡板为熔点较高且导电性良好的金属材料。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述数据采集卡还与所述电子束发生偏转聚焦装置的偏转线圈监测端口连接，用于采集所述电子束的偏转信号。

7.一种电子束流能量密度分布测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制电子束扫描带有直角缺口的电子挡板；

采集漏过所述电子挡板的电子束流强度，并记录电子束偏转信号；

根据所述电子束偏转信号将所述电子束流强度信号转换成二维数据矩阵；以及

采用二阶微分方法对所述二维数据矩阵进行计算，以获得电子束能量密度分布。

8.根据权利要求7所述电子束流能量密度分布测量方法，其特征在于，所述电子束扫描的方式为电子束沿着相互平行的等间距扫描线依次扫描。

9.根据权利要求7所述电子束流能量密度分布测量方法，其特征在于，在进行所述电子束扫描的过程中，当电子束斑越过所述电子挡板边缘时，部分电子穿过所述直角缺口进入下方电子收集装置，使所述电子束斑分解为沿所述直角缺口的x方向和y方向的强度变化。

10.根据权利要求9所述的电子束流能量密度分布测量系统，其特征在于，所述电子挡板为熔点较高且导电性良好的金属材料。