[发明专利]一种中性原子降噪方法及降噪装置

说明书

本发明提供一种中性原子降噪方法及降噪装置，该方法包括如下步骤：提供一准直偏转腔室，准直偏转腔室包括相对设置的两准直偏转板，所述准直偏转板具有一长度L，所述两偏转板之间具有间隔距离d；向所述准直偏转板提供偏转电压U；所述偏转准直腔室接收入射的夹杂带电粒子的中性原子，并对所述带电粒子进行偏转；其中，所述带电粒子的能量EK与所述偏转板的长度L、所述两准直偏转板之间的间隔距离d之间的关系如下：本申请的上述方法及装置，通过准直偏转板的长度与电压配合，选取适当的偏转电压和准直偏转腔室高度，实现对带电粒子的有效偏转，降低中性原子的噪声。从而使得探测器探测到纯净的中性原子并且获得良好的中性原子成像效果。

技术领域

本发明涉及空间中性原子成像领域，具体涉及一种中性原子降噪方法及降噪装置。

背景技术

整体观察和全球成像己成为有希望解决地球空间物理问题的重要的发展途径之一。由于环电流离子与地冕热粒子成分的电荷交换过程中会产生能量中性原子(ENA)，而ENA不受磁场束缚，可沿直线以最初的能量离子的速度离开源区。因此遥测ENA成像也为区分空间等离子体的时间和空间变化提供了新的机会。

在对中性原子进行成像的过程中，不仅要求中性原子成像系统的噪声要低，而且不能有其他带电粒子的干扰，即要求中性原子本身的噪声也要足够低。这就要求成像仪去除低于一定能量的带电粒子，使其无法到达中性原子探测器，降低中性原子的噪声，增强中性原子成像系统的成像效果。

发明内容

为了有效去除中性原子中夹带的带电粒子，对中性原子进行降噪，更好地完成中性原子成像，本发明提供一种中性原子降噪方法及降噪装置。

根据本发明第一方面，提供一种中性原子降噪方法，该方法包括以下步骤：

提供一准直偏转腔室，所述准直偏转腔室包括相对设置的两准直偏转板，所述准直偏转板具有一长度L，所述两偏转板之间具有间隔距离d；

向所述准直偏转板提供偏转电压U；

所述准直偏转腔室接收入射的夹杂带电粒子的中性原子，并对所述带电粒子进行偏转；

其中，所述准直偏转板的长度L以及所述两偏转板之间的间隔距离d均为可调参数，并且所述带电粒子的能量EK与所述偏转板的长度L、所述两准直偏转板之间的间隔距离d之间的关系如下：

可选地，所述中性原子的能量范围介于0～30-40keV。

可选地，所述准直偏转板的长度介于180mm～200mm，所述准直偏转板之间的间距介于25mm～35mm，所述静电偏转电压介于5kV～6.5kV。

可选地，所述方法还包括在所述静电准直偏转腔室的前后方设置中性原子探测单元，所述中性原子探测单元接收所述中性原子并对所述中性原子进行成像。

可选地，所述准直偏转腔室与所述中性原子探测元件之间的间距介于25mm～35mm。

可选地，在所述静电准直偏转腔室的前后方设置中性原子探测单元包括：

在所述静电准直偏转腔室的前后方设置至少一个调制栅格，所述调制栅格与所述准直偏转腔室之间的间距介于25mm～35mm；

在所述至少一个调制栅格前后方设置至少一个半导体探测器线阵列，所述半导体探测器线阵列与所述调制栅格之间的距离介于10mm～15mm；

其中，在每个所述半导体探测器线阵列中设置多个硅半导体探测器。

可选地，该方法还还包括在所述准直偏转板的外侧设置保护壳体，所述准直偏转板固定设置在所述保护壳体的内侧；