[发明专利]基于多通道电子倍增器件的电离吸收谱探测装置

说明书

本发明提供一种基于多通道电子倍增器的电离吸收谱探测装置，包括用于使气体电离的电离腔室；设置在所述电离腔室中的金网，其设置为收集所述电离腔室中电离产生的离子；设置在所述电离腔室中的多通道电子倍增器，其位置与所述金网的位置相对，以在两者之间形成电场，并通过所述电场的作用接收所述金网收集的所述离子并输出相应的离子信号；连接至所述多通道电子倍增器的加压及信号采集电路，其设置为向所述多通道电子倍增器提供电压以及采集并输出所述离子信号；以及信号处理系统，其设置为接收所述离子信号并根据所述离子信号获取相应的电离吸收谱。本发明能够改善测量光束线能量分辨率的准确度，减小气体碰撞展宽对最终结果的影响。

技术领域

本发明涉及电离吸收谱探测领域，尤其涉及一种基于多通道电子倍增器件的电离吸收谱探测装置。

背景技术

上海同步辐射光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,简称SSRF)为先进的第三代同步辐射光源，其主要性能指标位居国际前列。SSRF可以产生从远红外到硬X射线的宽广波段，是生命科学、材料科学、环境科学、地球科学、物理学、化学、信息科学等众多科学研究中不可替代的先进手段和综合研究平台。

梦之线是继首批建造的七条光束线站之后的又一条高性能线站，它在软X波段具有较宽的能区范围(20-2000eV)和超高能量分辨本领(大于10,000@1000eV)。梦之线有两个分支线站，一个是角分辨光电子能谱(angle-resolved photoemission spectroscopy，简称ARPES)站，可以直接探测电子能带结构，可用于研究复杂的系统，如高温超导体，自旋电子材料，拓扑绝缘体等。另一个是光电子显微仪(photoemission electron microscopy，简称PEEM)站，是一种非常有用的表面探测技术，可以为反应动力学提供重要的信息。

在线站的建设和调试过程中，检测光束线的能量分辨率是其中的一个核心问题。在软X射线能量范围内，评估光束线能量分辨能力普遍采用的一种方法是测量标准气体的电离吸收谱，通过分析测量所得谱线中吸收峰的展宽，来得到光束线的仪器展宽。在国际同步辐射装置中，常用的电离腔室有基于电极探针和多通道电子倍增器件两种。

基于电极探针的电离腔室具有相对简单的结构与电子学设备，且收集极不易损坏，所以时至今日它仍然在世界范围内同步辐射束线上被广泛应用。电极探针式电离腔室的结构示意图如图1所示，其包括电离腔室100’，设置在电离腔室中的阳极1’、阴极2’和零极3’，以及设置在电离腔室外壁上的分子泵4’、电容薄膜规5’、皮安计6’和质量流量计7’。当X射线进入到电离腔室时，被气体吸收，使得气体原子外层电子电离产生电子离子对，电子和正离子会在阴、阳极之间的电场的作用下分别向阳极和阴极漂移，在外电路中形成电流，即为电离电流。而电离电流对不同能量的响应谱即为该气体的吸收谱。通过分析谱中出现的峰位以及半高宽，可对光束线的能量进行定标和对分辨率进行评估。

然而，为了保证采集的信号具有较好的信噪比，电离腔室内待测气体的压强较高(10-1～10-3torr)，这时增加的气体碰撞展宽对吸收谱峰宽有额外的贡献，降低了测量的准确度。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于多通道电子倍增器件的电离吸收谱探测装置，以改善测量束线能量分辨率的准确度，减小气体碰撞展宽对最终结果的影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于多通道电子倍增器的电离吸收谱探测装置，包括用于使气体电离的电离腔室，还包括：

一设置在所述电离腔室中的金网，其设置为收集所述电离腔室中产生的离子；