[发明专利]一种快速二维均匀辐照扫描方法

摘要

本发明公开了一种快速二维均匀辐照扫描方法，该方法包括：将带电粒子束扩束成截面为特定分布的且具有一定宽高比例的束流；根据束流的宏脉冲长度，计算出单次线扫描的时间；根据束流宏脉冲的重复频率，计算出单次步进扫描的时间间隔；根据需要扫描的样品面积和束斑面积，计算得到完成一次面扫描的时间；在束流的出口，根据计算的线扫描时间，采用线性变化的快变化磁场对束流进行偏转实现一个维度的线扫描；在束流的出口，根据计算的步进扫描时间，采用快响应的稳态磁场对束流进行偏转实现第二个维度的步进扫描；在扫描磁铁处采用陶瓷真空室；采用数字电源为扫描磁铁供电。本发明的方法具有扫描速度快、扫描面积大、扫描均匀度高等优点。

主权项

1.一种快速二维均匀辐照扫描方法，其特征在于，所述扫描方法包括：步骤1、将带电粒子束流扩束成截面为特定分布的且具有一定宽高比例的束斑；根据束流宏脉冲的长度，计算出单次线扫描的时间；所述将带电粒子束扩束成截面为一定分布的且具有一定宽高比例的束流，在真空室允许的条件下，尽量扩大束斑截面在其中一个方向的尺寸，有利于降低步进扫描的步骤，即提高面扫描频率；步骤2、根据束流宏脉冲的重复频率，计算出单次步进扫描的时间间隔；其中，根据束流宏脉冲的长度L，计算出单次线扫描的时间t1；根据束流宏脉冲的重复频率f，计算出单次步进扫描的时间间隔t2=1/f；步骤3、根据需要扫描的样品面积和束斑面积，计算得到完成一次面扫描的时间；其中，根据需要扫描的样品面积、束斑面积及束斑分布，计算得到均匀辐照样品需要的步进次数n，得到完成一次面扫描的时间t=n*t2，从而得到面扫描频率为f/n；步骤4、在束流的出口，根据计算的线扫描时间，采用连续变化的快变化磁场向截面尺寸小的方向进行一个维度的线扫描；其中，在束流的出口位置，根据计算的线扫描时间t1，利用磁铁产生一个持续时间t1的且磁场强度线性变化的磁场对电子束进行偏转，以此实现束流在一个维度的线扫描；步骤5、在束流的出口，根据计算的步进扫描时间，采用高变化频率的稳态磁场向截面尺寸大的方向进行第二个维度的步进扫描；在束流的出口位置，根据计算的步进扫描时间t2，在单次线扫描结束后，利用磁铁产生一个持续时间t1<t<t2的稳态磁场，使得电子在第二个维度上进行步进扫描；每完成一次线扫描后，增强一次步进扫描磁场，直到完成n次线扫描，即完成一次面扫描；其中，采用多块四极磁铁，对带电粒子束进行横截面方向的扩束，使得束斑截面具有一定宽高比例；采用冲击型磁铁产生快变化的线扫描磁场；所述冲击型磁铁是镍锌铁氧体磁铁；所述冲击型磁铁，其供电采用断续三角波电流波形的高频脉冲数字电源；采用快响应的磁铁产生稳态步进扫描磁场；扫描磁铁处的真空室采用镀膜陶瓷真空室。