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基于微孔法拉第杯的高功率密度电子束流密度分布测量方法
1
作者
李晨
秦臻
+3 位作者
向军
李天涛
何小中
夏连胜
《强激光与粒子束》
北大核心
2025年第4期57-63,共7页
电子束焊机中的电子束具有功率密度高(10^(6)~10^(8)W/cm^(2))、焦斑尺寸小(几百微米)的特点。其束流密度分布是一项重要的束流品质参数,对焊接工艺研究具有重要意义。然而,传统的电子束密度测量方法(比如荧光成像法)在如此高的功率密...
电子束焊机中的电子束具有功率密度高(10^(6)~10^(8)W/cm^(2))、焦斑尺寸小(几百微米)的特点。其束流密度分布是一项重要的束流品质参数,对焊接工艺研究具有重要意义。然而,传统的电子束密度测量方法(比如荧光成像法)在如此高的功率密度下无法使用。研究了一种基于水冷微孔法拉第杯与高频束流扫描相结合的测量方法。在电子束焊机偏转线圈上加高频(1~10 kHz)信号,使电子束在较大尺寸范围内扫描,从而降低电子束沉积在法拉第杯表面的功率密度,避免法拉第杯表面被烧毁。可用于真空腔体中的水冷微孔法拉第杯是经过特别设计的,通过水冷带走电子束损失在法拉第杯的表面上的热量。法拉第杯表面有一个数十微米尺寸的微孔。当电子束周期性地经过微孔时,少量电子束通过微孔会进入法拉第杯,形成电信号并经过集成在法拉第杯中的放大器放大后被采集。电子束功率密度分布可由采集到的时域内的电流信号进行重建得到。实验证明,该方法可以准确测量电子束焊机中高功率密度电子束的密度分布,同时具有约23μm的成像精度。
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关键词
电子束焊机
高功率密度电子束
束流密度测量
微
孔
法拉第
杯
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职称材料
一种微型FAIMS传感器芯片的研制
被引量：
10
2
作者
李华
王晓浩
+4 位作者
唐飞
张亮
杨吉
吝涛
丁力
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2010年第5期1355-1363,共9页
基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子...
基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子化区中聚焦电极的电场作用,实现离子在进入迁移区之前的聚焦,提高离子信号的强度.通过在上下玻璃上溅射Au/Cr(300nm/30nm)金属,并与厚度为200μm、采用感应耦合等离子体(ICP)工艺刻蚀的硅片键合,形成迁移区的矩形通道,尺寸为10mm×5mm×0.2mm.离子检测区为三排直径200μm、间距100μm交错排列的圆柱阵列式微法拉第筒,能同时检测正负离子.采用频率为2MHz,最大电压为364V,占空比为30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.以丙酮和甲苯为实验样品,载气流速80L·h-1,补偿电压从-10V到3V以0.1V的步长进行扫描,得到了丙酮和甲苯的FAIMS谱图,验证了FAIMS芯片的性能.丙酮和甲苯的FAIMS-MS实验进一步表明FAIMS系统实现了离子分离和过滤功能.
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关键词
高场非对称波形离子迁移谱
微
机电系统
高场非对称方波
微法拉第杯
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职称材料
题名
基于微孔法拉第杯的高功率密度电子束流密度分布测量方法
1
作者
李晨
秦臻
向军
李天涛
何小中
夏连胜
机构
中国工程物理研究院流体物理研究所
出处
《强激光与粒子束》
北大核心
2025年第4期57-63,共7页
基金
国家自然科学基金面上项目(11675160)
国家自然科学基金青年基金项目(12005209,12205280)。
文摘
电子束焊机中的电子束具有功率密度高(10^(6)~10^(8)W/cm^(2))、焦斑尺寸小(几百微米)的特点。其束流密度分布是一项重要的束流品质参数,对焊接工艺研究具有重要意义。然而,传统的电子束密度测量方法(比如荧光成像法)在如此高的功率密度下无法使用。研究了一种基于水冷微孔法拉第杯与高频束流扫描相结合的测量方法。在电子束焊机偏转线圈上加高频(1~10 kHz)信号,使电子束在较大尺寸范围内扫描,从而降低电子束沉积在法拉第杯表面的功率密度,避免法拉第杯表面被烧毁。可用于真空腔体中的水冷微孔法拉第杯是经过特别设计的,通过水冷带走电子束损失在法拉第杯的表面上的热量。法拉第杯表面有一个数十微米尺寸的微孔。当电子束周期性地经过微孔时,少量电子束通过微孔会进入法拉第杯,形成电信号并经过集成在法拉第杯中的放大器放大后被采集。电子束功率密度分布可由采集到的时域内的电流信号进行重建得到。实验证明,该方法可以准确测量电子束焊机中高功率密度电子束的密度分布,同时具有约23μm的成像精度。
关键词
电子束焊机
高功率密度电子束
束流密度测量
微
孔
法拉第
杯
Keywords
electron beam welding machine
high power density beam
beam density measurement
Faraday cup with a micro aperture
分类号
TL506 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
一种微型FAIMS传感器芯片的研制
被引量：
10
2
作者
李华
王晓浩
唐飞
张亮
杨吉
吝涛
丁力
机构
清华大学精密仪器与机械学系
中北大学电子与计算机科学技术学院
岛津分析技术研发(上海)有限公司
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2010年第5期1355-1363,共9页
基金
国家自然科学基金(60706030)
国家自然科学基金仪器专项(20827007)
国家高技术研究发展计划(863)项目(2007AA04Z337)资助~~
文摘
基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子化区中聚焦电极的电场作用,实现离子在进入迁移区之前的聚焦,提高离子信号的强度.通过在上下玻璃上溅射Au/Cr(300nm/30nm)金属,并与厚度为200μm、采用感应耦合等离子体(ICP)工艺刻蚀的硅片键合,形成迁移区的矩形通道,尺寸为10mm×5mm×0.2mm.离子检测区为三排直径200μm、间距100μm交错排列的圆柱阵列式微法拉第筒,能同时检测正负离子.采用频率为2MHz,最大电压为364V,占空比为30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.以丙酮和甲苯为实验样品,载气流速80L·h-1,补偿电压从-10V到3V以0.1V的步长进行扫描,得到了丙酮和甲苯的FAIMS谱图,验证了FAIMS芯片的性能.丙酮和甲苯的FAIMS-MS实验进一步表明FAIMS系统实现了离子分离和过滤功能.
关键词
高场非对称波形离子迁移谱
微
机电系统
高场非对称方波
微法拉第杯
Keywords
High-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry
Micro-electro-mechanical-system
High-filed asymmetric rectangular waveform
Micro faraday cup
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于微孔法拉第杯的高功率密度电子束流密度分布测量方法
李晨
秦臻
向军
李天涛
何小中
夏连胜
《强激光与粒子束》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
一种微型FAIMS传感器芯片的研制
李华
王晓浩
唐飞
张亮
杨吉
吝涛
丁力
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2010
10
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