[发明专利]一种磁透镜及激励电流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及带电粒子束显微镜领域，尤其涉及一种磁透镜及激励电流控制方法。

背景技术

对于电磁透镜，通常是通过改变激励线圈中的电流来改变电磁透镜的聚焦特性；但是，由于激励线圈具有一定的电阻，因此，在激励线圈中的电流发生改变时，电磁透镜的温度也发生变化；温度的变化会导致导磁壳体和透镜极靴等结构的热变形和导磁材料的磁导率发生变化，进而影响电磁透镜的磁场分布，如：磁透镜结构的热变形会导致磁场分布不均匀，导磁材料的磁导率的变化会影响磁场强度的大小等。

为了控制电磁透镜因发热引起的温度变化，第一种解决方案是使用水冷装置对磁透镜进行温度控制，但是水冷控制并不能从根本上解决发热功率的变化，而且调节精度有限。第二种解决方案是采用双激励线圈的磁透镜或多激励线圈的磁透镜，但是，两个或多个激励线圈间不仅各自的热损耗功率不尽相同，而且，两个或多个线圈之间还存在热交换，需要一定的时间才能达到热平衡，容易引起磁透镜的温度波动。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种磁透镜和控制磁透镜特性的方法，能够在改变磁透镜的磁场强度的同时，保持所述磁透镜内部的激励线圈的热功率不变。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种磁透镜，所述磁透镜包括：导磁壳体、激励线圈和电源控制系统；其中，所述导磁壳体，在所述激励线圈的外部包围所述激励线圈；

所述激励线圈由绞合线缠绕而形成；

所述电源控制系统，用于对所述激励线圈供电，控制所述激励线圈的电流方向及电流大小。

上述方案中，所述绞合线包括第一组单线和第二组单线；其中，

所述第一组单线的数量与所述第二组单线的数量相同，且所述第一组单线的数量和所述第二组单线的数量均为大于1的正整数。

上述方案中，所述电源控制系统包括：第一电源控制器和第二电源控制器；其中，

所述第一电源控制器，用于对所述第一组单线供电，控制所述第一组单线具有相同的电流方向及控制所述第一组单线的电流大小；

所述第二电源控制器，用于对所述第二组单线供电，控制所述第二组单线具有相反的电流方向及控制所述第二组单线的电流大小。

上述方案中，所述第一电源控制器和所述第二电源控制器的数量均为一个或多个。

本发明实施例还提供一种控制磁透镜特性的方法，所述磁透镜的激励线圈由绞合线缠绕而形成，所述方法包括：

利用磁透镜中的电源控制系统对所述激励线圈供电，并控制所述激励线圈的电流方向及电流大小，以改变所述磁透镜的磁场强度及保持所述激励线圈的热功率不变。

上述方案中，所述绞合线包括第一组单线和第二组单线；其中，

所述第一组单线的数量与所述第二组单线的数量相同，且所述第一组单线的数量和所述第二组单线的数量均为大于1的正整数。

上述方案中，所述电源控制系统包括：第一电源控制器和第二电源控制器；所述利用磁透镜中的电源控制系统控制对所述激励线圈供电，并控制所述激励线圈的电流大小，包括：

利用所述第一电源控制器对所述第一组单线供电，控制所述第一组单线具有相同的电流方向及控制所述第一组单线的电流大小，以改变所述磁透镜的磁场强度；

利用所述第二电源控制器对所述第二组单线供电，控制所述第二组单线具有相反的电流方向及控制所述第二组单线的电流大小，以保持所述激励线圈的热功率不变。

上述方案中，所述第一电源控制器和所述第二电源控制器的数量均为一个或多个。

本发明实施例所提供的磁透镜及控制磁透镜特性的方法，所述磁透镜的激励线圈由绞合线缠绕而形成，利用磁透镜中的电源控制系统对所述激励线圈供电，并控制所述激励线圈的电流方向和电流大小；所述绞合线包括数量相同的第一组单线和第二组单线；通过控制第一组单线的电流大小及控制第一组单线具有相同的电流方向来改变所述磁透镜的磁场强度；通过控制第二组单线具有相反的电流方向以保持所述激励线圈的热功率不变；如此，能够在改变磁透镜的磁场强度的同时，保持所述磁透镜内部的激励线圈的热功率不变。

附图说明

图1为本发明实施例一磁透镜的组成结构示意图；

图2为本发明实施例绞合线的示意图；

图3为本发明实施例单线的排列方式和电流方向示意图；

图4为本发明实施例磁透镜中激励线圈的截面示意图；

图5为本发明实施一种控制绞合线参数的示意图；