CN116441562B - 一种电子束的束斑的校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子束的束斑的校准装置及校准方法。校准装置包括：上板，上板设置有弧形结构，弧形结构的所在的圆为第一标定孔，且上板能够以第一标定孔的圆心为中心点水平旋转；中板，中板设置于上板的下方，且与上板平行且相绝缘地间隔开，中板设置有第二标定孔，第二标定孔的圆心与第一标定孔的圆心垂直对准；下板，下板设置于中板的下方，且与中板平行且相绝缘地间隔开，下板设置有第三标定孔，第三标定孔的圆心与第一标定孔的圆心垂直对准；信号采集装置。本发明通过检测流过标定板的电流，进行像差和聚焦调整，实现束斑的圆度和大小校准，从而无需用到拍摄成像等其他装置提取信息，校准可靠性高且成本低。

Description

一种电子束的束斑的校准装置及校准方法

技术领域

本发明实施例涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种电子束的束斑的校准装置及校准方法。

背景技术

电子束选区熔化具有能量利用率高、无反射、功率密度高、扫描速度快、真空环境无污染、低残余应力等优点，特别适合活性、难熔、脆性金属材料的直接成形，在航空航天、生物医疗、汽车、模具等领域具有广阔的应用前景，但成形精度始终是限制其发展的重要因素。成形精度究其根本仍是电子束的品质，即束斑形状、大小及下束位置准确度。电子束扫描成形幅面边缘时需要大的偏转角度，理论上电子束的偏转角度是不受制约的，工程上制约电子束偏转角度的因素是扫描磁场的非均匀性引起的附加像散过大，超出了聚焦装置的矫正能力，造成束斑尺寸变大和形状畸变。束斑尺寸较大会导致能量不集中造成加工缺陷，束斑形状畸变和位置偏差会导致加工精度下降。因此，在加工之前，需要对束斑进行标定校准。根据既定位置的电子束形状、大小、位置，调整电子束发生装置的偏转和聚焦，使其达到预设状态，即束斑尽可能小且圆，位置偏差满足要求。

相关技术中，对束斑的标定方法主要有基于肉眼观察的手动标定和基于拍摄成像的自动标定等。手动标定，即借助事先做好标记的校准板，通过肉眼观察并手动调节束斑尺寸、形状和位置，使之尺寸最小、形状最圆且与标准点重合，这种方法依赖人的经验，且可靠性不足、费时费力。基于拍摄成像的自动标定，即采用成像设备拍摄图像提取束斑信息，然后通过计算机和电子束控制器分析自动调节束斑状态达到预期效果，这种标定方法需额外增加图像采集设备，且对拍摄设备要求较高，成本较高；另外，拍摄的图像往往因为视角或其他原因导致图像畸变造成束斑信息提取不准，甚至难以提取。

关于上述技术方案，发明人发现至少存在如下一些技术问题：

束斑可靠性不足以及拍摄提取束斑信息困难，无法快速完成标定且成本高的问题。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子束的束斑的校准装置及校准方法，进而至少在一定程度上解决上述的由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本发明首先提供一种电子束的束斑的校准装置，所述校准装置包括：

上板，所述上板设置有弧形结构，所述弧形结构的所在的圆为第一标定孔，且所述上板能够以所述第一标定孔的圆心为中心点水平旋转，其中，所述上板用于在通过所述第一标定孔校准电子束的束斑时，检测所述束斑照射到所述上板所生成的第一电流信号，通过逐步旋转所述上板至完成旋转一周，并通过所述第一电流信号逐步调整束斑圆度的控制信号；

中板，所述中板设置于所述上板的下方，且与所述上板平行且相绝缘地间隔开，所述中板设置有第二标定孔，所述第二标定孔的圆心与所述第一标定孔的圆心垂直对准，且所述第二标定孔的直径小于所述第一标定孔的直径，所述中板用于在通过所述第二标定孔校准电子束的束斑时，检测所述束斑照射到所述中板所生成的第二电流信号，通过所述第二电流信号调整束斑大小的控制信号；

下板，所述下板设置于所述中板的下方，且与所述中板平行且相绝缘地间隔开，所述下板设置有第三标定孔，所述第三标定孔的圆心与所述第一标定孔的圆心垂直对准，且所述第三标定孔的直径小于所述第二标定孔的直径，所述下板用于在通过所述第三标定孔校准电子束的束斑时，检测所述束斑照射到所述下板所生成的第三电流信号，通过所述第三电流信号进一步调整束斑大小的控制信号；

信号采集装置，所述信号采集装置分别设置于所述上板的第一标定孔处、所述中板的第二标定孔处和所述下板的第三标定孔处，用于检测所述第一电流信号、所述第二电流信号和所述第三电流信号；

其中，所述上板、所述中板和所述下板均为导电金属板。

可选的，所述上板为扇形结构，所述弧形结构为所述扇形结构的内环。

可选的，所述上板、所述中板和所述下板采用相同材料的导电金属板，所述上板、所述中板和所述下板均采用铝板或铜板。

可选的，还包括：移动平台，所述移动平台设置有用于放置所述上板、所述中板和所述下板的平台，并能够带动所述上板、所述中板和所述下板水平移动或水平旋转。

本发明还提供一种电子束的束斑的校准方法，采用上述实施例中任一项所述的用于电子束的束斑的校准装置；

所述校准方法包括以下步骤：

通过所述第一标定孔校准电子束的束斑，检测所述束斑照射到所述上板所生成的第一电流信号，通过逐步旋转所述上板至完成旋转一周，并通过所述第一电流信号逐步调整束斑圆度的控制信号；

通过所述第二标定孔校准电子束的束斑，检测所述束斑照射到所述中板所生成的第二电流信号，通过所述第二电流信号调整束斑大小的控制信号；

通过所述第三标定孔校准电子束的束斑，检测所述束斑照射到所述下板所生成的第三电流信号，通过所述第三电流信号进一步调整束斑大小的控制信号。

可选的，所述通过所述第一标定孔校准电子束的束斑的步骤中，还包括：

检测在所述第一标定孔处的所述上板的第一电流信号，当所述第一电流信号表示生成电流不为0时，调整所述束斑圆度直至所述上板的电流变为0；

以预设的旋转角度旋转所述上板，并重复调整所述束斑圆度；

重复旋转所述上板和调整所述束斑圆度，直至完成所述上板旋转一周。

可选的，所述通过所述第二标定孔校准电子束的束斑的步骤中，还包括：

检测在所述第二标定孔处的所述中板的第二电流信号，当所述第二电流信号表示生成电流不为0时，调整所述束斑大小直至所述中板的电流变为0，从而完成所述束斑大小的粗校准。

可选的，所述通过所述第二标定孔校准电子束的束斑的步骤中，还包括：

检测在所述第三标定孔处的所述下板的第三电流信号，当所述第三电流信号表示生成电流不为0时，调整所述束斑大小直至所述下板的电流变为0，从而完成所述束斑大小的精校准。

可选的，当所述校准装置还包括移动平台时，其中，所述移动平台设置有用于放置所述上板、所述中板和所述下板的平台，并能够带动所述上板、所述中板和所述下板水平移动，在所述通过所述第三标定孔校准电子束的束斑的步骤之后，还包括：

以预设的间距水平移动所述上板、所述中板和所述下板，并重复完成通过所述第一标定孔校准电子束的束斑、通过所述第二标定孔校准电子束的束斑和通过所述第三标定孔校准电子束的束斑的步骤，直至移动至所述束斑能够偏转的最大距离；

采集所有完成校准的位移坐标和对应的束斑偏转的控制信号，通过线性拟合完成所述束斑的位置校准。

可选的，所述所述束斑的位置校准的步骤中，还包括：

每次以预设的间距进行移动时，所述束斑的偏转电压沿X方向和Y方向对应的增加步进电压，并重复n次完成通过所述第一标定孔校准电子束的束斑、通过所述第二标定孔校准电子束的束斑和通过所述第三标定孔校准电子束的束斑的步骤；其中，n为正整数；所述束斑能够偏转的最大偏转电压等于n乘以每次增加的所述步进电压。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明中，通过检测流过标定板的电流，进行像差和聚焦调整，实现束斑的圆度和大小校准，从而无需用到拍摄成像等其他装置提取信息，校准可靠性高且成本低。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明示例性实施例中电子束的束斑的校准装置的结构示意图；

图2示出本发明示例性实施例中电子束的束斑的校准方法的流程示意图；

图3示出本发明示例性实施例中通过上板校准束斑圆度的示意图；

图4示出本发明示例性实施例中通过中板粗校准束斑大小的示意图；

图5示出本发明示例性实施例中通过下板精校准束斑大小的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

此外，附图仅为本发明实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施例中首先提供了一种电子束的束斑的校准装置，参考图1所示，所述校准装置包括：上板、中板、下板以及信号采集装置。

其中，上板设置有弧形结构，弧形结构的所在的圆为第一标定孔，且上板能够以第一标定孔的圆心为中心点水平旋转，其中，上板用于在通过第一标定孔校准电子束的束斑时，检测束斑照射到上板所生成的第一电流信号，通过逐步旋转上板至完成旋转一周，并通过第一电流信号逐步生成调整束斑圆度的控制信号。中板设置于上板的下方，且与上板平行且相绝缘地间隔开，中板设置有第二标定孔，第二标定孔的圆心与第一标定孔的圆心垂直对准，且第二标定孔的直径小于第一标定孔的直径，中板用于在通过第二标定孔校准电子束的束斑时，检测束斑照射到中板所生成的第二电流信号，通过第二电流信号生成调整束斑大小的控制信号。下板设置于中板的下方，且与中板平行且相绝缘地间隔开，下板设置有第三标定孔，第三标定孔的圆心与第一标定孔的圆心垂直对准，且第三标定孔的直径小于第二标定孔的直径，中板用于在通过第三标定孔校准电子束的束斑时，检测束斑照射到下板所生成的第三电流信号，通过第三电流信号生成进一步调整束斑大小的控制信号。信号采集装置分别设置于上板的第一标定孔处、中板的第二标定孔处和下板的第三标定孔处，用于检测第一电流信号、第二电流信号和第三电流信号。

其中，上板、中板和下板均为导电金属板。

需要理解的是，电子束是通过电子束发生器发射生成的，束斑是电子束照射在粉床上所形成的光斑。电子束发生器包括能产生电子束的电子枪、能调节电子束束斑圆度的像差线圈、能调节电子束束斑大小的聚焦线圈以及能调节电子束束斑位置的偏转线圈。通过上位机控制板卡电压信号后进行信号转换，进而控制像差线圈、聚焦线圈和偏转线圈实现对束斑的圆度、大小和位置的调控。

还需要理解的是，上板、中板和下板是基本平行的，且彼此间隔开且相绝缘的，且上板、中板和下板可以通过绝缘的板间连接件相互支撑。具体的，下板支撑中板和上板，中板支撑上板。上板、中板和下板可以统称为标定板，且为具有较高电导率的金属板。

还需要理解的是，上板、中板和下板可以相互固定连接，且下板安装在移动平台上，通过移动平台的水平旋转带动上板水平旋转。或者，也可以使上板独立进行旋转，例如：上板设置为扇形结构，在扇形结构的外环处设置有相匹配的圆环轨道，并通过圆环轨道带动上板独立旋转。

还需要理解的是，上板、中板和下板的中心位置各有一个同心的贯穿的标定孔，校准时，电子束依次穿过该三个标定孔。上板、中板和下板的形状不同，且其各自的标定孔的形状也不同。第一标定孔直径为d₁；中板和下板的标定孔均为圆形，第二标定孔直径为d₂，第三标定孔直径为d₃，其中，d₁＞d₂＞d₃。上板用于束斑圆度校准即像差校准，中板用于束斑大小校准即聚焦校准，下板主要用于束斑大小和位置校准即聚焦和偏转校准。

还需要理解的是，标定板上靠近标定孔附近连接有信号采集装置，信号采集装置用于检测记录流过标定板上的电流和采集记录位移装置的坐标及旋转角度。信号采集装置可以包括电流表，通过导线采集上板的第一标定孔处、中板的第二标定孔处和下板的第三标定孔处的电流信号。

还需要理解的是，校准装置用到的三个标定板，都是有且仅有一个标定孔，标定孔形状简单易于加工，且成本低。

通过检测流过标定板的电流，进行像差和聚焦调整，实现束斑的圆度和大小校准，从而无需用到拍摄成像等其他装置提取信息，校准可靠性高且成本低。

在一些实施例中，参考图1中所示，上板为扇形结构，弧形结构为扇形结构的内环。需要理解的是，扇形外环直径为D₁，内环直径为d₁。

在一些实施例中，参考图1中所示，上板、中板和下板采用相同材料的导电金属板，上板、中板和下板均采用铝板或铜板。需要理解的是，导电金属板也就是具有较高电导率的金属板。可以在检测通过的电流时，可以更加容易生成电流。

在一些实施例中，参考图1中所示，还包括：移动平台，移动平台设置有用于放置上板、中板和下板的平台，并能够带动上板、中板和下板水平移动或水平旋转。需要理解的是，上板、中板和下板位于移动平台上，移动平台用于控制三个标定板在XY平面内的移动和旋转，位移精度0.01mm，旋转精度1°。通过控制偏转电压下束，借助移动平台移动三个标定板获得束斑的位置信息，从而实现位置校准，移动平台对位置坐标的控制更精细，从而保证了位置校准的可靠性。

本发明还提供一种电子束的束斑的校准方法，采用上述实施例中任一项的用于电子束的束斑的校准装置；参考图2中所示，包括以下步骤：

步骤S101：通过第一标定孔校准电子束的束斑，检测束斑照射到上板所生成的第一电流信号，通过逐步旋转上板至完成旋转一周，并通过第一电流信号逐步生成调整束斑圆度的控制信号。

步骤S102：通过第二标定孔校准电子束的束斑，检测束斑照射到中板所生成的第二电流信号，通过第二电流信号生成调整束斑大小的控制信号。

步骤S103：通过第三标定孔校准电子束的束斑，检测束斑照射到下板所生成的第三电流信号，通过第三电流信号生成进一步调整束斑大小的控制信号。

需要理解的是，设置X方向和Y方向偏转电压为（0V，0V）控制电子束下束，定义此时的下束点位置坐标为待校准区域的中心。然后逐步增大X方向和Y方向的偏转电压，直至束斑偏转至待校准区域的边缘位置，记录此时的偏转电压（Vx，Vy），即校准区域的最大偏转电压。

下面，将参考图2至图5对本示例实施例中的上述校准方法的各个步骤进行更详细的说明。

在一些实施例中，参考图3中所示，步骤S101中还包括：

步骤S201：检测在第一标定孔处的上板的第一电流信号，当第一电流信号表示生成电流不为0时，调整束斑圆度直至上板的电流变为0；

步骤S202：以预设的旋转角度旋转上板，并重复调整束斑圆度；

步骤S203：重复旋转上板和调整束斑圆度，直至完成上板旋转一周。

需要理解的是，以上板为当前标定板对束斑进行圆度校准，即像差校准，具体操作如下：

①在偏转电压（0V，0V）时控制电子束下束，通过移动平台带动三个标定板移动，将束斑落在上板、中板和下板的标定孔上，此时束斑处于散焦状态尺寸较大。

②信号采集装置检测并记录通过上板的电流I_上板，调节像差系统至检测到的上板电流I_上板为0；

③借助移动平台顺时针或逆时针转动上板，转动步进度数为∆Θ°，也就是每次旋转上板时所转动的角度为Θ°，采集并记录此时通过上板的电流I_上板，调节像差系统至检测到的上板电流I_上板为0；

重复③直至完成上板旋转一周，完成束斑像差校准，获得散焦下圆形束斑。

在一些实施例中，参考图4中所示，步骤S102中还包括：

步骤S301：检测在第二标定孔处的中板的电流信号，当电流信号表示生成电流不为0时，调整束斑大小直至中板的电流变为0，从而完成束斑大小的粗校准。

需要理解的是，以中板为当前标定板对束斑进行大小的粗校准，即聚焦粗校准。步骤如下：

经过上板的像差校准后，束斑穿过标定板上板落在中板的第二标定孔上，由于束斑处于散焦状态，尺寸较大，信号采集器可采集到束斑落在中板上的电流I_中板，调节聚焦线圈对束斑进行一次聚焦调整，并同时沿X方向和Y方向微移动标定板，直至信号采集器检测到中板上的电流I_中板为0。完成束斑的尺寸粗校准，此时束斑尺寸小于中板的第二标定孔d₂，能够穿过中板的第二标定孔。

在一些实施例中，参考图5中所示，步骤S103中还包括：

步骤S401：检测在第三标定孔处的下板的电流信号，当电流信号表示生成电流不为0时，调整束斑大小直至下板的电流变为0，从而完成束斑大小的精校准。

需要理解的是，以下板为当前标定板对束斑进行大小的精校准和位置校准，步骤如下：

经过中板的一次聚焦校准后，束斑穿过中板落在下板的第三标定孔上，信号采集器可采集到束斑落在下板上的电流I_下板，调节聚焦线圈对束斑进行一次聚焦调整，并同时沿X方向和Y方向微移动下板，直至信号采集器检测到下板上的电流小于预设值，完成束斑尺寸的精校准。采集并记录下板的位移坐标（x，y），并以此对应校准区域的中心位置（0，0）。

在一些实施例中，当校准装置还包括移动平台时，步骤S103之后还包括：

步骤S501：以预设的间距水平移动上板、中板和下板，并重复完成通过第一标定孔校准电子束的束斑、通过第二标定孔校准电子束的束斑和通过第三标定孔校准电子束的束斑的步骤，直至移动至束斑能够偏转的最大距离；

步骤S502：采集所有完成校准的位移坐标和对应的束斑偏转的控制信号，通过线性拟合完成束斑的位置校准。

需要理解的是，以步进∆V增加X方向和Y方向的偏转电压，重复步骤S101至步骤S103，在完成∆V偏转电压下的束斑圆度和大小的调整后，记录此时的位移坐标（x，y）。采集所有n个校准点的偏转电压（Vx，Vy）及对应的位移坐标（x，y），进行线性拟合，可得到待校准区域所有点的校准位置。借助移动平台采集不同偏转电压下束斑的位移坐标，进行线性拟合，实现待校准区域内所有点的束斑位置校准。

在一些实施例中，参考图1中所示，每次以预设的间距进行移动时，束斑的偏转电压沿X方向和Y方向对应的增加步进电压，并重复n次完成通过第一标定孔校准电子束的束斑、通过第二标定孔校准电子束的束斑和通过第三标定孔校准电子束的束斑的步骤。

需要理解的是，步进电压∆V和待校准区域最大电压V之间满足关系：V=n∆V，n为正整数。通过控制偏转电压下束，借助移动平台移动三个标定板获得束斑的位置信息进行位置校准，移动平台对位置坐标的控制更精细，从而保证了位置校准的可靠性。

需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种电子束的束斑的校准装置，其特征在于，所述校准装置包括：

上板，所述上板设置有弧形结构，所述弧形结构的所在的圆为第一标定孔，且所述上板能够以所述第一标定孔的圆心为中心点水平旋转，其中，所述上板用于在通过所述第一标定孔校准电子束的束斑时，检测所述束斑照射到所述上板所生成的第一电流信号，通过逐步旋转所述上板至完成旋转一周，并通过所述第一电流信号逐步调整束斑圆度的控制信号；

中板，所述中板设置于所述上板的下方，且与所述上板平行且相绝缘地间隔开，所述中板设置有第二标定孔，所述第二标定孔的圆心与所述第一标定孔的圆心垂直对准，且所述第二标定孔的直径小于所述第一标定孔的直径，所述中板用于在通过所述第二标定孔校准电子束的束斑时，检测所述束斑照射到所述中板所生成的第二电流信号，通过所述第二电流信号调整束斑大小的控制信号；

下板，所述下板设置于所述中板的下方，且与所述中板平行且相绝缘地间隔开，所述下板设置有第三标定孔，所述第三标定孔的圆心与所述第一标定孔的圆心垂直对准，且所述第三标定孔的直径小于所述第二标定孔的直径，所述下板用于在通过所述第三标定孔校准电子束的束斑时，检测所述束斑照射到所述下板所生成的第三电流信号，通过所述第三电流信号进一步调整束斑大小的控制信号；

信号采集装置，所述信号采集装置分别设置于所述上板的第一标定孔处、所述中板的第二标定孔处和所述下板的第三标定孔处，用于采集所述第一电流信号、所述第二电流信号和所述第三电流信号；

其中，所述上板、所述中板和所述下板均为导电金属板。

2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述上板为扇形结构，所述弧形结构为所述扇形结构的内环。

3.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于，所述上板、所述中板和所述下板采用相同材料的导电金属板，所述上板、所述中板和所述下板均采用铝板或铜板。

4.根据权利要求1-3任一项的所述的校准装置，其特征在于，还包括：移动平台，所述移动平台设置有用于放置所述上板、所述中板和所述下板的平台，且所述移动平台能够带动所述上板、所述中板和所述下板水平移动或水平旋转。

5.一种电子束的束斑的校准方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的电子束的束斑的校准装置；

所述校准方法包括以下步骤：

通过所述第一标定孔校准电子束的束斑，检测所述束斑照射到所述上板所生成的第一电流信号，通过逐步旋转所述上板至完成旋转一周，并通过所述第一电流信号逐步调整束斑圆度的控制信号；

通过所述第二标定孔校准电子束的束斑，检测所述束斑照射到所述中板所生成的第二电流信号，通过所述第二电流信号调整束斑大小的控制信号；

通过所述第三标定孔校准电子束的束斑，检测所述束斑照射到所述下板所生成的第三电流信号，通过所述第三电流信号进一步调整束斑大小的控制信号。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述通过所述第一标定孔校准电子束的束斑的步骤中，还包括：

检测在所述第一标定孔处的所述上板的第一电流信号，当所述第一电流信号表示生成电流不为零时，调整所述束斑圆度直至所述上板的电流变为零；

以预设的旋转角度旋转所述上板，并重复调整所述束斑圆度；

重复旋转所述上板和调整所述束斑圆度，直至完成所述上板旋转一周。

7.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述通过所述第二标定孔校准电子束的束斑的步骤中，还包括：

检测在所述第二标定孔处的所述中板的第二电流信号，当所述第二电流信号表示生成电流不为零时，调整所述束斑大小直至所述中板的电流变为零，从而完成所述束斑大小的粗校准。

8.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述通过所述第二标定孔校准电子束的束斑的步骤中，还包括：

检测在所述第三标定孔处的所述下板的第三电流信号，当所述第三电流信号表示生成电流不为零时，调整所述束斑大小直至所述下板的电流变为零，从而完成所述束斑大小的精校准。

9.根据权利要求5-8任一项的所述的校准方法，其特征在于，当所述校准装置还包括移动平台时，其中，所述移动平台设置有用于放置所述上板、所述中板和所述下板的平台，并能够带动所述上板、所述中板和所述下板水平移动，

在所述通过所述第三标定孔校准电子束的束斑的步骤之后，还包括：

以预设的间距水平移动所述上板、所述中板和所述下板，并重复完成通过所述第一标定孔校准电子束的束斑、通过所述第二标定孔校准电子束的束斑和通过所述第三标定孔校准电子束的束斑的步骤，直至移动至所述束斑能够偏转的最大距离；

采集所有完成校准的位移坐标和对应的束斑偏转的控制信号，通过线性拟合完成所述束斑的位置校准。

10.根据权利要求9所述的校准方法，其特征在于，所述束斑的位置校准的步骤中，还包括：

每次以预设的间距进行移动时，所述束斑的偏转电压沿X方向和Y方向对应的增加步进电压，并重复n次完成通过所述第一标定孔校准电子束的束斑、通过所述第二标定孔校准电子束的束斑和通过所述第三标定孔校准电子束的束斑的步骤；其中，n为正整数；所述束斑能够偏转的最大偏转电压等于n乘以每次增加的所述步进电压。