Способ автоматической фокусировки импульсного пучка заряженных частиц Советский патент 1991 года по МПК G21K1/08 H01J37/21 

Изобретение относится к средствам фокусировки пучков заряженных частиц в разрядных приборах с вводом объектов или материалов, подлежащих воздействию пучка с целью их исследования или обработки, в частности, в импульсных линейных ускорителях электронов,

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 приведена схема системы автоматической фокусировки; на фиг.2 - график зависимости амплитуды сигнала с акустического датчика от обратной величины радиуса пучка.

Система автоматической фокусировки импульсного пучка заряженных частиц содержит дуплет квадрупольных магнитных линз 1, образующих фокусирующую линзу, регулируемый источник 2 питания линз 1, экстремальный регулятор 3, включенный

между выходом пиковогс детектора 4 и входом регулируемого историка 2, усилитель 5, включенный между выходом акустического датчика 6 и входом пикового детектора 4. Акустический датчик б конструктивно размещен на образце 7 на расстоянии от места фокусировки пучка заряженных частиц, время прохождения которого акустической волной превышает длительность импульса пучка заряженных частиц.

Способ автоматической фокусировки осуществляется следующим образом.

Пучок электронов импульсного ускорителя электронов фокусируют электромагнитным полем линз 1 на образце 7. В последнем возникает термоупругая акустическая волна, которая, достигнув датчика б, через интервал времени г , необходимый для прохождения акустической волной от места фокусировки пучка на образце 7 до

О

ю ел со

Ч)

XI

места крепления на нем акустического датчика 6, преобразуется последним в электрический сигнал, амплитуда которого фокусируется пиковым детектором 4. Сигналы пиковою детектора 4 анализируются экстремальным регулятором 3, работа которого основана на принципе градиентного поиска максимума. В результате экстремальный регулятор 3 вырабатывает сигнал управления регулируемым источником 2 питания такой, чтобы фокусирующее электромагнитное поле, создаваемое фокусирующей линзой 1, имело значение, соответствующее максимальному значению амплитуды акустического сигнала, снимаемою с датчика 6, которое соответствует минимальному радиусу пучка электронов. Таким образом, корректировка величины электромагнитного поля фокусирующих линз 1 производится только после очередной посылки ускорителя и спустя интервал времени т.

П р и м е р. В качестве образца использовали медную пластину размерами 100x100x5 мм3.

Величина энергии электронов пучка Ее 30 МэВ; величина тока пучка в импульсе ммп 4 мА; длительность импульсной посылки ускорителя ги 1,5 мкс; скважность импульсных посылок ускорителя ,3 -10 .

Была снята экспериментальная зависимость амплитуды электрического сигнала, ьолученного с акустического датчика, от величины радиуса пучка (фиг.2), позволяющая

задать динамические характеристики устройства автоматической фокусировки.

Пучок фокусировали в центре образца, а датчик крепили на краю образца на таком

расстоянии от центра, чтобы время прохождения акустических волн в меди от центра образца к датчику превышало длительность импульсной посылки ускорителя, т.е. расстояние между центром образца и датчиком

превышало 5,325 мм.

Формула изобретения Способ автоматической фокусировки импульсного пучка заряженных частиц, заключзющийся в регистрации величины параметра взаимодействия фокусируемого излучения с образцом и регулировании фокусирующего электромагнитного поля в зависимости от зарегистрированной величины, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в качестве параметра взаимодействия используют амплитуду акустического сигнала от образца при его взаимодействии с пучко. заряженных частиц и устанавливают величину фокусирующего электромагнитного поля, соответствующую наибольшей величине амплитуды регистрируемого акустического сигнала, причем регистрацию акустического сигнала от образца производят на таком расстоянии от места фокусировки пучка, при котором время прохождения акустической волны от места фокусировки до места регистрации превышает длительность импульса пучка заряженных частиц.

Изобретение относится к средствам фокусировки пучков заряженных частиц в разрядных приборах с вводом объектов или материалов, подлежащих воздействию пучка с целью их исследования или обработки, в частности, в импульсных линейных ускорителях электронов. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Для этого регистрируют амплитуду акустического сигнала от образца на расстоянии от места фокусировки, которое акустическая волна проходит за время, большее длительности импульса пучка заряженных частиц, и регулирующее воздействие задают в зависимости от наибольшей величины амплитуды зарегистрированного акустического сигнала. 2 ил. сл

7

5

Фиг.

VR№)