CN113031047B - 双向残余气体电离剖面探测器系统及其探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双向残余气体电离剖面探测器系统及其探测方法，其中，探测器系统包括：高压静电场框架，用于提供一个均匀的高压静电场来引导加速信号电子；微通道板，用于对信号电子进行倍增放大；丝条形阳极，用于收集倍增放大之后的信号电子；高压馈通，用于在所述法兰上进行真空内外端的高压输送；高压引导电极，用于所述高压静电场框架与所述高压馈通之间的高压输送；信号馈通，用于在法兰面上进行真空内外端的信号传输；信号接头用于在丝条形阳极上进行多通道信号引出，并通过漆包线将信号输出至所述信号馈通。本发明结构设计紧凑，响应快并能节省加速器纵向空间及经济成本。

Description

双向残余气体电离剖面探测器系统及其探测方法

技术领域

本发明涉及重离子(包括质子束)加速器束流诊断技术领域，具体是关于一种双向残余气体电离剖面探测器系统及其探测方法。

背景技术

束流诊断系统是质子及重离子加速器装置上重要的组成系统之一，其对束流各项参数的测量及监控，保证了加速器前后部件的参数匹配和稳定运行。束流横向尺寸又是影响束流品质的关键参数之一，剖面参数的精准测量对加速器的接受度匹配、发射度测量及横向冷却研究等具有重要意义。

国际上适应于质子及重离子同步加速器和储存环的非拦截式剖面测量手段主要有残余气体电离剖面探测器。较早在上世纪60年代，俄罗斯的布德克尔核物理研究所(BINP)提出了利用束流使残余气体电离来测量束流剖面的可行性，此后至今的半个多世纪里，欧洲核子中心(CERN)、美国费米实验室(FermiLab)、日本质子加速器研究装置(J-PARC)、以及德国重离子加速器研究设施(GSI)等都开发和应用了残余气体电离探针。国际上已有的探针尽管数量众多，但存在一些共性特点如下：1)高压场框架均采用串联高值电阻(百兆欧量级)来分压和塑形静电场；2)单套探针只能测量束流一维的剖面信息(束流横向X或Y一个方向)；3)响应速度较快的也仅在数十μs量级。

国内关于残余气体电离探针的研究起步较晚，较早有2016年兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上研发应用了基于光学获取式的探针，目的是利用光学获取的高空间分辨能力(约60μm)，用来在CSR上做横向电子冷却方面的研究(冷却后束流尺寸约1σ＝1mm)，该探针在主环CSRm和实验环CSRe一共布置了4套并正常工作至今。光学获取式探针存在的不足之处是，由于相机帧率和图像传输速率的限制，这种探针的时间响应不会很快(全分辨率及高信噪比下约100Hz量级)。

综上所述，需要发明一种非拦截式的、采用快速电信号获取方式，且具有紧凑型结构的残余气体电离剖面探针，令一套探针具备垂直及水平双向的剖面测量功能，实现强流同步加速器和储存环中快速逐圈剖面测量的同时(1μs量级)，又能最大程度地节省加速器宝贵的纵向空间及经济成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种双向残余气体电离剖面探测器系统，其具备创新的紧凑式结构设计，加上快速的电子学获取方式(带宽1MHz)，以实现强流同步加速器和储存环上的逐圈剖面测量功能，响应快并能节省加速器纵向空间及经济成本。

本发明的另一目的是提供一种双向残余气体电离剖面探测器系统的探测方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，包括：高压静电场框架，用于提供一个均匀的高压静电场来引导加速信号电子；所述高压静电场框架包括框架主体、平板电极、条形分压电极以及支撑陶瓷层，所述框架主体包括法兰和支撑腿，四个所述支撑腿与所述法兰垂直设置且所述支撑腿的上端与所述法兰的底面连接；所述平板电极为四个，分别为第一平板电极、第二平板电极、第三平板电极和第四平板电极，所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极围成一前后开口的立方体结构，所述立方体结构固定设置于四个所述支撑腿之间；若干个所述条形分压电极设置于所述立方体结构的内壁上；所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极的内外表面均设置有支撑陶瓷层；所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极的外表面上均开设有槽口；微通道板，两个所述微通道板分别设置于所述第二平板电极的槽口和所述第三平板电极的槽口外，用于对信号电子进行倍增放大；丝条形阳极，两个所述丝条形阳极分别设置于两个所述微通道板的上端，用于收集倍增放大之后的信号电子；高压馈通，若干个所述高压馈通均设置于所述法兰上，用于在所述法兰上进行真空内外端的高压输送；高压引导电极，若干个所述高压引导电极与若干个所述高压馈通一一对应，每个所述高压引导电极的上端穿过所述法兰与所述高压馈通连接，下端分别与所述平板电极或所述条形分压电极或微通道板连接，所述高压引导电极用于所述高压静电场框架与所述高压馈通之间的高压输送；信号馈通，设置于所述法兰上，用于在法兰面上进行真空内外端的信号传输；信号接头，所述信号接头为两个，一个设置于第二平板电极处的所述丝条形阳极上，另一个设置于所述第三平板电极处的所述丝条形阳极上，所述信号接头用于在丝条形阳极上进行多通道信号引出，并通过漆包线将信号输出至所述信号馈通。

所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，优选地，还包括多通道电子学系统，所述多通道电子学系统与所述信号馈通电连接，用于采集和处理信号。

所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，优选地，所述多通道电子学系统包括依次串接的前端放大器、数据采集器以及数据处理器，所述数据采集器采集所述前端放大器放大后的信号，并将信号传输给数据处理器。

所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，优选地，还包括高压电源，所述高压电源分别与若干个高压馈通电连接。

所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，优选地，所述第二平板电极设置于四个所述支撑腿的中间位置且与所述法兰平行设置，所述第二平板电极的四个角分别与四个所述支撑腿固定；所述第四平板电极设置于所述第二平板电极的下方，且与所述第二平板电极平行设置，所述第四平板电极的四个角分别与四个所述支撑腿固定；所述第一平板电极和所述第三平板电极分别垂直设置于所述第二平板电极的两侧，所述第一平板电极的上端与所述第二平板电极的一侧连接，下端与所述第四平板电极的一侧连接，所述第三平板电极的上端与所述第二平板电极的另一侧连接，下端与所述第四平板电极的另一侧连接。

所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，优选地，所述条形分压电极包括整体长型条形分压电极和切割短型条形分压电极，所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极以及所述第四平板电极的内表面上均设置有两个整体长型条形分压电极和四个切割短型条形分压电极，两个所述整体长型条形分压电极设置于所述第一平板电极或所述第二平板电极或所述第三平板电极或所述第四平板电极的边缘；四个所述切割短型条形分压电极设置于所述第一平板电极或所述第二平板电极或所述第三平板电极或所述第四平板电极的中间部位。

本发明所述的双向残余气体电离剖面探测器系统的探测方法,包括如下步骤：

1)束流垂直方向的剖面测量：

左和右两边的2块平板电极，分别加上预设高压；

左和右两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

上和下两边的4组条形分压电极，分别按组加上次第减少的高压；

此时高压静电场框架产生水平方向，且由右指向左的电场，用于引导和加速信号电子向右运动直至被收集，实现束流横向垂直方向的剖面测量；

2)束流水平方向的剖面测量：

下和上两边的2块平面电极，分别加上预设高压；

下和上两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

左和右两边的4组条形分压电极，分别加上次第减少的高压；

此时高压静电场框架产生垂直方向，且由上指向下的电场，用于引导和加速信号电子向上运动直至被收集，实现束流横向水平方向的剖面测量。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明结构设计紧凑、具备了束流横向二维的剖面测量功能，节省了探测器的经济成本和加速器宝贵的纵向空间。

2、本发明具备非拦截式测量特点，基于快速电信号获取方式，其多通道电子学带宽至1MHz，适用于同步加速器和储存环的快速逐圈剖面测量。

附图说明

图1为本发明中探测器系统的结构及原理示意图；

图2为本发明中探测器系统的三维机械图；

图3为图2的主视图；

图4为本发明中法兰面上高压馈通细节图；

图5为本发明中探测器各高压电极示意图；

图6为第一种实施方式中高压场等势线分布图；

图7为第二种实施方式中高压场等势线分布图。

图中各附图标记为：

1-高压静电场框架；11-框架主体；111-法兰；112-支撑腿；12-平板电极；121-第一平板电极；122-第二平板电极；123-第三平板电极；124-第四平板电极；13-条形分压电极；131-整体长型条形分压电极；132-切割短型条形分压电极；14-支撑陶瓷层；2-微通道板；3-丝条形阳极；4-高压馈通；5-高压引导电极；6-信号馈通；7-信号接头。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

本发明基于以下物理原理和流程：如图1所示，束流带电粒子在加速器真空管道内运动或加速时，会与残余气体发生库伦碰撞作用使气体分子电离，电离产物中的电子在高压静电场和约束磁场的共同作用下，会向垂直于束流运动方向的微通道板MCP进行螺旋运动，当信号电子通过微通道板MCP上覆盖特殊涂层的微小孔径时会雪崩放大，倍增电子随后运动到具有空间分辨能力(约1mm)的丝条形阳极上，最后被连通丝条形阳极的多通道电子学系统获取。在同一条件下，电离产物的初始位置与束流粒子是一一对应的，且信号电子数目与束流粒子密度成正比关系，因此丝条形阳极上的电流分布可以用来计算束流的剖面尺寸。

如图1、图2和图3所示，本发明提供一种双向残余气体电离剖面探测器系统，包括：高压静电场框架1，用于提供一个均匀的高压静电场来引导加速信号电子；其中，高压静电场框架1包括框架主体11、平板电极12、条形分压电极13以及支撑陶瓷层14，框架主体11包括法兰111和支撑腿112，四个支撑腿112与法兰111垂直设置且支撑腿112的上端与法兰111的底面连接；平板电极12至少为四个，分别为第一平板电极121、第二平板电极122、第三平板电极123和第四平板电极124，第一平板电极121、第二平板电极122、第三平板电极123和第四平板电极124围成一前后开口的立方体结构，立方体结构固定设置于四个支撑腿112之间；若干个条形分压电极13设置于立方体结构的内壁上；第一平板电极121、第二平板电极122、第三平板电极123和第四平板电极124的内外表面均设置有支撑陶瓷层14；第一平板电极121、第二平板电极122、第三平板电极123和第四平板电极124的外表面上均开设有槽口。

微通道板2，两个微通道板2分别设置于第二平板电极122的槽口和第三平板电极123的槽口外，用于对信号电子进行倍增放大；微通道板是由带微孔的硅基材质和易于电子发射的特殊涂层组成，目的是对信号电子进行倍增放大，通常‘V’型排列的双层MCP可实现10⁶量级的增益倍数。

丝条形阳极3，两个丝条形阳极3分别设置于两个微通道板2的上端，用于收集倍增放大之后的信号电子；本发明的丝条型阳极是一种在陶瓷PCB基底上蚀刻铜线的结构，功能是用来收集倍增放大之后的信号电子，此外相邻铜线的间距决定了探针的空间分辨率，通常可以做到约1mm左右。本发明基于陶瓷PCB蚀刻金属型丝条阳极比传统的金属拉丝工艺更加稳定可靠。

高压馈通4，若干个(本实施例中为24个)高压馈通4均设置于法兰111上，用于在法兰111上进行真空内外端的高压输送。

高压引导电极5，若干个(本实施例中为24个)高压引导电极5与若干个(24个)高压馈通4一一对应，每个高压引导电极5的上端穿过法兰111与高压馈通4连接，下端分别与平板电极12或条形分压电极13或微通道板2连接，用于高压静电场框架1与高压馈通4之间的高压输送。

信号馈通6，设置于法兰111上，用于在法兰111面上进行真空内外端的信号传输；

信号接头7，所述信号接头为两个，一个设置于第二平板电极122处的丝条形阳极3上，另一个设置于第三平板电极123处的丝条形阳极3上，信号接头7用于在丝条形阳极3上进行多通道信号引出，并通过漆包线将信号输出至所述信号馈通。

在上述实施例中，优选地，双向残余气体电离剖面探测器系统还包括多通道电子学系统，多通道电子学系统与信号馈通6电连接，用于采集和处理电子信号。

其中，多通道电子学系统包括依次串接的前端放大器、数据采集器以及数据处理器，所述数据采集器采集所述前端放大器放大后的信号，并将信号传输给数据处理器。

在上述实施例中，优选地，双向残余气体电离剖面探测器系统还包括高压电源，高压电源分别与若干个高压馈通4电连接。

在上述实施例中，优选地，第一平板电极121、第二平板电极122、第三平板电极123和第四平板电极124围成一前后开口的方形体结构是通过以下方式实现的：

第二平板电极122设置于四个所述支撑腿112的中间位置且与法兰111平行设置，第二平板电极122的四个角分别与四个支撑腿112固定；第四平板电极124设置于第二平板电极122的下方，且与第二平板电极122平行设置，第四平板电极124的四个角分别与四个支撑腿112固定；第一平板电极121和第三平板电极123分别垂直设置于第二平板电极122的两侧，第一平板电极121的上端与第二平板电极122的一侧连接，下端与第四平板电极124的一侧连接，第三平板电极123的上端与第二平板电极122的另一侧连接，下端与第四平板电极124的另一侧连接。

在上述实施例中，条形分压电极13包括整体长型条形分压电极131和切割短型条形分压电极132，第一平板电极121、第二平板电极122、第三平板电极123以及第四平板电极124的内表面上均设置有两个整体长型条形分压电极131和四个切割短型条形分压电极132，两个整体长型条形分压电极131设置于第一平板电极121或第二平板电极122或第三平板电极123或第四平板电极124的边缘；四个切割短型条形分压电极132两两成一对的设置于第一平板电极121或第二平板电极122或第三平板电极123或第四平板电极124的中间部位。

本发明还提供一种双向残余气体电离剖面探测器系统的探测方法,包括如下步骤：

1)束流垂直方向的剖面测量：

左和右两边的2块平板电极，分别加上预设高压；

左和右两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

上和下两边的4组条形分压电极，分别按组加上次第减少的高压，

此时高压静电场框架产生水平方向，且由右指向左的电场，用于引导和加速信号电子向右运动直至被收集，实现束流横向垂直方向的剖面测量；

2)束流水平方向的剖面测量：

下和上两边的2块平面电极，分别加上预设高压；

下和上两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

左和右两边的4组条形分压电极，分别加上次第减少的高压，

此时高压静电场框架产生垂直方向，且由上指向下的电场，用于引导和加速信号电子向上运动直至被收集，实现束流横向水平方向的剖面测量。

需要说明的是：如图4和图5所示，本发明的真空内外的高压供给及馈入工艺如下：图4展示了VM350法兰面上高压馈通的分布细节，高压馈通有20kV和6kV两种类型，其中20kV高压馈通对应的标号为：H1、H2、V1、V2，用于给4块平板电极供压；6kV高压馈通对应的标号为：L1、L2、L3、L4、R1、R2、R3、R4、U1、U2、U3、U4、D1、D2、D3、D4，用于给分压条形电极供压；6kV高压馈通对应标号还有：Mv1、Mv2、Mh1、Mh2，用于2套双层微通道板MCP供压。

本发明通过特定形状的高压引导电极，其中，各高压馈通与高压电极之间的连通如下：

图4中的V1、V2，分别连接图5中的1、3；

图4中的H1、H2，分别连接图5中的2、4；

图4中的Mh1、Mh2，分别连接图5中的21、22；

图4中的Mv1、Mv2，分别连接图5中的23、24；

图4中的L1、L2、L3、L4，分别连接图5中的8、7、6、5；

图4中的U1、U2、U3、U4，分别连接图5中的12、11、10、9；

图4中的R1、R2、R3、R4，分别连接图5中的13、14、15、16；

图4中的D1、D2、D3、D4，分别连接图5中的17、18、19、20。

探针高压供给的一种组合方案，实施例1，束流垂直方向的剖面测量：

图5中24馈入7kV高压；

图5中23馈入6kV高压；

图5中3馈入5kV高压；

图5中13、14、15、16共同馈入4kV高压；

图5中12、17共同馈入3kV高压；

图5中11、18共同馈入1kV高压；

图5中10、19共同馈入-1kV高压；

图5中9、20共同馈入-3kV高压；

图5中5、6、7、8共同馈入-4kV高压；

图5中1馈入-5kV高压。

上述实施例1的高压供给方案下，产生的高压静电场如图6所示，在探针框架内部的工作区域，电场的等势线为Y方向，并且分布非常平直和均匀。由于电场方向与等势线正交，即电场是X方向，且由右指向左，在此电场方向下信号电子将水平向右运动，直至被微通道板MCP放大、丝条形阳极收集、以及多通道电子学获取，整个过程相当于测量了束流粒子在横向垂直方向的剖面投影。

场性能分析有，图6中央的圆圈代表了直径为24mm的圆柱形面电子源的横截面，近似模拟高斯分布下1σ＝4mm尺寸的束流粒子与残余气体碰撞产生的信号电子，CST粒子追踪模拟结果显示：初始边缘位置为Y＝12mm的电子，在该电场中运动至被MCP收集时，其最终位置显示为Y＝11.80mm，位置偏差量为-0.20mm，场畸形显示了轻微的聚焦效应，其导致的剖面测量相对误差为-1.67％，场均匀性较为优异。

探针高压供给的另一种组合方案，实施例2，束流水平方向的剖面测量：

图5中22馈入7kV高压；

图5中21馈入6kV高压；

图5中2馈入5kV高压；

图5中9、10、11、12共同馈入4kV高压；

图5中8、13共同馈入3kV高压；

图5中7、14共同馈入1kV高压；

图5中6、15共同馈入-1kV高压；

图5中5、16共同馈入-3kV高压；

图5中17、18、19、20共同馈入-4kV高压；

图5中4馈入-5kV高压。

上述实施例2的高压供给方案下，产生的高压静电场如图7所示，此时在探针框架内的工作区域，电场的等势线为X方向且分布极其平直均匀。因为电场方向与等势线正交，即电场是Y方向，且由上指向下，此电场方向下信号电子将垂直向上运动直至被收集获取，因此实现了束流粒子在横向水平方向的剖面测量。

场性能分析有，图7中央的圆圈是直径为24mm的圆柱形面电子源的横截面，近似模拟高斯分布下1σ＝4mm尺寸的束流粒子与残余气体碰撞产生的信号电子，CST粒子追踪模拟结果显示：初始边缘位置X＝12mm的电子，在该电场中运动至被MCP收集时，其最终位置为X＝11.82mm，位置偏差仅为-0.18mm，场畸形显示了轻微的聚焦效应，其导致的剖面测量相对误差为-1.50％，场均匀性较为优异。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，包括：

高压静电场框架，用于提供一个均匀的高压静电场来引导加速信号电子；

所述高压静电场框架包括框架主体、平板电极、条形分压电极以及支撑陶瓷层，所述框架主体包括法兰和支撑腿，四个所述支撑腿与所述法兰垂直设置且所述支撑腿的上端与所述法兰的底面连接；所述平板电极为四个，分别为第一平板电极、第二平板电极、第三平板电极和第四平板电极，所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极围成一前后开口的立方体结构，所述立方体结构固定设置于四个所述支撑腿之间；若干个所述条形分压电极设置于所述立方体结构的内壁上；所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极的内外表面均设置有支撑陶瓷层；所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极和所述第四平板电极的外表面上均开设有槽口；

微通道板，两个所述微通道板分别设置于所述第二平板电极的槽口和所述第三平板电极的槽口外，用于对信号电子进行倍增放大；

丝条形阳极，两个所述丝条形阳极分别设置于两个所述微通道板的上端，用于收集倍增放大之后的信号电子，所述丝条形 阳极是一种在陶瓷PCB基底上蚀刻铜线的结构；

高压馈通，若干个所述高压馈通均设置于所述法兰上，用于在所述法兰上进行真空内外端的高压输送；

高压引导电极，若干个所述高压引导电极与若干个所述高压馈通一一对应，每个所述高压引导电极的上端穿过所述法兰与所述高压馈通连接，下端分别与所述平板电极或所述条形分压电极或微通道板连接，所述高压引导电极用于所述高压静电场框架与所述高压馈通之间的高压输送；

信号馈通，设置于所述法兰上，用于在法兰面上进行真空内外端的信号传输；

信号接头，所述信号接头为两个，一个设置于第二平板电极处的所述丝条形阳极上，另一个设置于所述第三平板电极处的所述丝条形阳极上，所述信号接头用于在丝条形阳极上进行多通道信号引出，并通过漆包线将信号输出至所述信号馈通。

2.根据权利要求1所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，还包括多通道电子学系统，所述多通道电子学系统与所述信号馈通电连接，用于采集和处理信号。

3.根据权利要求2所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，所述多通道电子学系统包括依次串接的前端放大器、数据采集器以及数据处理器，所述数据采集器采集所述前端放大器放大后的信号，并将信号传输给数据处理器。

4.根据权利要求1所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，还包括高压电源，所述高压电源分别与若干个高压馈通电连接。

5.根据权利要求1所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，所述第二平板电极设置于四个所述支撑腿的中间位置且与所述法兰平行设置，所述第二平板电极的四个角分别与四个所述支撑腿固定；所述第四平板电极设置于所述第二平板电极的下方，且与所述第二平板电极平行设置，所述第四平板电极的四个角分别与四个所述支撑腿固定；所述第一平板电极和所述第三平板电极分别垂直设置于所述第二平板电极的两侧，所述第一平板电极的上端与所述第二平板电极的一侧连接，下端与所述第四平板电极的一侧连接，所述第三平板电极的上端与所述第二平板电极的另一侧连接，下端与所述第四平板电极的另一侧连接。

6.根据权利要求5所述的双向残余气体电离剖面探测器系统，其特征在于，所述条形分压电极包括整体长型条形分压电极和切割短型条形分压电极，所述第一平板电极、所述第二平板电极、所述第三平板电极以及所述第四平板电极的内表面上均设置有两个整体长型条形分压电极和四个切割短型条形分压电极，两个所述整体长型条形分压电极设置于所述第一平板电极或所述第二平板电极或所述第三平板电极或所述第四平板电极的边缘；四个所述切割短型条形分压电极设置于所述第一平板电极或所述第二平板电极或所述第三平板电极或所述第四平板电极的中间部位。

7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的双向残余气体电离剖面探测器系统的探测方法,其特征在于，包括如下步骤：

1)束流垂直方向的剖面测量：

左和右两边的2块平板电极，分别加上预设高压；

左和右两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

上和下两边的4组条形分压电极，分别按组加上次第减少的高压；

此时高压静电场框架产生水平方向，且由右指向左的电场，用于引导和加速信号电子向右运动直至被收集，实现束流横向垂直方向的剖面测量；

2)束流水平方向的剖面测量：

下和上两边的2块平面电极，分别加上预设高压；

下和上两边的所有条形分压电极，分别加上预设高压；

左和右两边的4组条形分压电极，分别加上次第减少的高压；

此时高压静电场框架产生垂直方向，且由上指向下的电场，用于引导和加速信号电子向上运动直至被收集，实现束流横向水平方向的剖面测量。

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