[实用新型]一种一维电阻阳极位置灵敏探测器

说明书

本实用新型公开一种一维电阻阳极位置灵敏探测器，固定在超高真空腔的刀口法兰上，包括金属压板，弹簧铜垫，陶瓷圈，一对圆片形微通道板(MCP)，缓冲铜圈，电阻阳极，陶瓷垫板以及紧固螺栓；所述陶瓷圈平行位于金属压板和陶瓷垫板之间，其内腔体有环形凸台结构，MCP放置在所述凸台之上，其中两片MCP之间通过缓冲铜圈隔开；所述电阻阳极安装在陶瓷垫板上；紧固螺栓穿过金属压板以及陶瓷垫板，将以上所有部件连接成为一个整体性部件。本实用新型以一种简单可靠的新型装配结构，降低一维电阻阳极位置灵敏探测器的制造成本和损坏风险，提高探测效率，优化实验所需极限真空，提高抗粒子辐照性能。

技术领域

本实用新型涉及位置分辨探测技术领域，具体应用于散射粒子的不同电荷态分布、同种离子不同能量分布的测量。

背景技术

离子与材料表面相互作用在表面分析技术、等离子体物理、薄膜生长、催化反应、纳米制造等多个领域均具有重要意义。电荷转移是离子与材料表面相互作用过程中重要的物理过程，通过散射粒子的电荷态分布可以获得碰撞过程中入射粒子的电离或俘获电子信息，同时也能反映材料表面的一些物理、化学性质。基于微通道板(MCP)的一维电阻阳极位置灵敏探测器主要用于确定散射离子的电荷态分布，它具有良好的离子探测效率和增益特性，同时具有高速响应，低噪声以及良好的位置分辨等优点，因此成为目前该领域最受欢迎、最可靠的探测方式之一。

目前常用的一维电阻阳极位置灵敏探测器主要由以下几部分组成：一对MCP、电阻阳极、支撑装置以及电路部分。

为了保证其一维位置分辨性能，作为电荷收集引出端的电阻阳极必须采用长条形结构。从而，与电阻阳极平行的核心部件MCP通常也要经过特殊定制加工为长条形。由于市场上通用的MCP成品均为圆片形结构，所以这在很大程度上增加了其制作的费用成本和时间成本。而且，由于MCP是由很多空心玻璃纤维通道构成，所以这种长条形的MCP在支撑装置上紧固时会更容易碎裂。此外，长条形MCP接收入射离子的面积相对较小，其探测效率也会受相应的影响。

由于聚四氟乙烯耐高压、耐高温的特性，一直被用作一维电阻阳极位置灵敏探测器支撑装置材料。但是，该材料在超高真空条件下放气量较大，往往会限制实验所需的极限真空。此外，聚四氟乙烯耐辐射性能较差，在离子束相关实验中，受较高能量射线辐照后容易降解，从而严重影响其材料性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有的一维电阻阳极位置灵敏探测器中长条形MCP制作成本高，易碎裂，离子接收面积小等缺陷，提出了一种新的装配结构，该结构适用于市场上通用的圆片形MCP，能够降低制造成本，降低紧固时MCP碎裂的风险，并且在一定程度上提高探测效率。与此同时，改进支撑材料，从而优化实验真空条件，解决辐照后易降解的难题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术解决方案如下：

一种一维电阻阳极位置灵敏探测器，位于超高真空腔的探测器管道内，包括金属压板、弹簧铜垫、陶瓷圈、一对圆片形MCP、缓冲铜圈、电阻阳极、陶瓷垫板以及紧固螺栓，所述陶瓷圈平行位于金属压板和陶瓷垫板之间，其内腔体有环形凸台结构，所述圆片形MCP可放置在所述凸台之上，其中两片MCP之间通过缓冲铜圈隔开；所述弹簧铜垫位于金属压板与陶瓷圈之间；所述电阻阳极安装在陶瓷垫板上；紧固螺栓穿过金属压板以及陶瓷垫板，将以上所述所有部件连接成为一个整体性部件。

优选地，所述弹簧铜垫设有自调节支脚，所述自调节支脚用于适当压紧MCP，提高装配稳定性。

优选地，所述陶瓷圈，陶瓷垫板选用绝缘性很好的氧化铝陶瓷材料。

优选地，所述缓冲铜圈选用磷铜材料，弹性和耐疲劳性能俱佳。

优选地，所述电阻阳极选用碳膜电阻阳极，最为简单经济实用。

本实用新型具有以下有益效果：