[发明专利]一种原子能谱测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种原子能谱测量系统，其特征在于，包括等离子体发生器、准直单元、电子枪、收集单元和测量单元；

所述等离子体发生器用于产生等离子体，所述等离子体经过中性化板后生成中性的原子束；

所述准直单元位于所述原子束的传输路径上，所述准直单元包括至少两级准直器，所述至少两级准直器依次设置在所述原子束的传输路径上，用于对所述原子束进行准直；

所述电子枪用于发射纳秒级脉冲宽度的电子束，所述电子束的传输方向与所述经过准直后的原子束的传输方向垂直，以使所述电子束轰击所述准直后的原子束，并使所述原子束离化成为离子；

所述收集单元用于收集所述离子；

所述测量单元用于测量得到所述收集单元的电流-时间信号，并根据所述电流-时间信号得到所述原子束的能谱分布和密度信息。

2.根据权利要求1所述的原子能谱测量系统，其特征在于，所述准直单元包括第一级准直器和第二级准直器，所述第一级准直器和第二级准直器对中设置且依次位于所述原子束的传输路径上。

3.根据权利要求1所述的原子能谱测量系统，其特征在于，还包括抽真空单元，所述抽真空单元包括至少两级差分抽气子系统，所述至少两级差分抽气子系统依次设置在所述原子束的传输路径上，用于对所述原子能谱测量系统进行抽真空。

4.根据权利要求3所述的原子能谱测量系统，其特征在于，所述抽真空单元包括第一级差分抽气子系统和第二级差分抽气子系统；

所述第一级差分抽气子系统与所述原子束的准直区对应设置；

所述第二级差分抽气子系统与所述原子束的离化区对应设置。

5.根据权利要求4所述的原子能谱测量系统，其特征在于，还包括增压泵抽气接口，所述增压泵抽气接口与所述差分抽气子系统相连。

6.根据权利要求1所述的原子能谱测量系统，其特征在于，还包括环形的磁屏蔽器；

所述收集单元位于所述磁屏蔽器的环形区内；

所述磁屏蔽器具有第一入口和第二入口，所述准直后的原子束从所述第一入口进入所述磁屏蔽器的环形区，所述电子束从所述第二入口进入所述磁屏蔽器的环形区，所述电子束在所述环形区内轰击所述原子束。

7.根据权利要求1所述的原子能谱测量系统，其特征在于，所述等离子体发生器为电子回旋共振等离子体。

8.根据权利要求1所述的原子能谱测量系统，其特征在于，所述收集单元为法拉第筒或电子倍增器。

9.一种原子能谱测量方法，其特征在于，应用于权利要求1～8任一项所述的原子能谱测量系统，所述测量方法包括：

通过等离子体发生器产生等离子体，所述等离子体经过中性化板后生成中性的原子束；

通过准直单元对所述原子束进行准直；

通过电子枪发射纳秒级脉冲宽度的电子束，以使所述电子束轰击所述准直后的原子束，并使所述原子束离化成为离子；

通过收集单元收集所述离子；

通过测量单元测量得到所述收集单元的电流-时间信号，并根据所述电流-时间信号得到所述原子束的能谱分布和密度信息。

10.根据权利要求9所述的原子能谱测量方法，其特征在于，等离子体发生器产生等离子体之前，还包括：

通过抽真空单元进行抽真空。