CN202025091U - 纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于加速器技术领域，具体涉及一种纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置，包括圆筒状的外筒和设置于其内部的法拉第筒，关键在于，所述外筒的上方固定设置中心开孔的负电压板，所述法拉第筒上部正对负电压板的中心开孔，所述法拉第筒由上到下依次包括筒壁、筒底和水冷体。所述负电压板的上方固定设置挡束板。所述负电压板的下方固定设置屏蔽板。所述法拉第筒的筒底是向上凸起的圆锥状。所述法拉第筒的筒底外侧采用聚四氟乙烯块进行绝缘密封。所述法拉第筒通过陶瓷耦合窗与高精度示波器相连。本实用新型提供的技术方案能够直接检测到纳秒级、兆赫兹的脉冲束，并具有精度高、加工难度低、成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于加速器技术领域，具体涉及一种纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置。
背景技术
脉冲束是很多核物理实验，尤其是核数据测量方面所需求的非常重要的一种束流。特定用途的脉冲束一般是通过加速器来产生的。脉冲宽度和脉冲的重复频率是表征脉冲束性能的关键指标。特定的核物理实验就需求特定宽度和特定重复频率脉冲束。因此，脉冲束的测试技术对于脉冲束的性能测试来说就至关重要，尤其是脉冲宽度为纳秒级、重复频率为兆赫兹量级的脉冲束的测试。一般地，脉冲束的测试在核物理实验中是通过中子飞行时间法来间接测试的，无法直接测试脉冲束脉冲宽度和脉冲重复频率。
实用新型内容
(一)实用新型目的
为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置。
(二)技术方案
为达到上述目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现：
一种纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置，包括圆筒状的外筒和设置于其内部的法拉第筒，关键在于，所述外筒的上方固定设置中心开孔的负电压板，所述法拉第筒上部正对负电压板的中心开孔，所述法拉第筒由上到下依次包括筒壁、筒底和水冷体。
所述负电压板的上方固定设置挡束板。
所述负电压板的下方固定设置屏蔽板。
所述法拉第筒的筒壁、筒底和水冷体通过焊接连在一起。
所述法拉第筒的筒底是向上凸起的圆锥状。
所述法拉第筒的筒底外侧采用聚四氟乙烯块进行绝缘密封。
所述外筒和法拉第筒之间并联有4个200欧姆的电阻。
所述法拉第筒通过陶瓷耦合窗与高精度示波器相连。
(三)有益效果
本实用新型提供的技术方案能够直接检测到纳秒级、兆赫兹的脉冲束，并具有精度高、加工难度低、成本低的优点。
附图说明
图1是脉冲束测试装置主体结构图；
图2是图1的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例做进一步说明。
为了对加速器或者和加速器相关的脉冲化注入线产生的脉冲束进行直接测量，本实施例提供一种纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置。
一种纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置，包括圆筒状的外筒6和设置于其内部的法拉第筒4，关键在于，所述外筒6的上方固定设置中心开孔的负电压板2以抑制二次电子的溢出，所述法拉第筒4上部正对负电压板2的中心开孔，所述法拉第筒4由上到下依次包括筒壁、筒底5和水冷体10。
所述负电压板2的上方固定设置挡束板1。
所述负电压板2的下方固定设置屏蔽板3。
所述法拉第筒的筒壁、筒底5和水冷体10通过焊接连在一起，冷却水由水冷接头9进入水冷体10，对筒底5进行冷却。
所述法拉第筒的筒底5是向上凸起的圆锥状，这样，当离子被筒底5反射时就会打在筒壁上，从而减少离子被反射出法拉第筒的几率，提高测量的精度。
所述法拉第筒的筒底5外侧采用聚四氟乙烯块7进行绝缘密封，改变了以往的同类结构中的用陶瓷焊接进行绝缘和密封的方式，极大的降低了加工的难度和成本，在使用中也避免了陶瓷焊接部分容易被损坏的缺点。
所述外筒6和法拉第筒4之间并联有4个200欧姆的电阻11，通过高频示波器来测试得到脉冲束。
所述法拉第筒4通过陶瓷耦合窗8与高精度示波器相连。
本实施例提供的脉冲束测试装置，在法拉第筒4内收集束流，在筒的最上部由负电压板2加负偏压将激发出的二次电子偏掉，在法拉第筒4和外筒6之间并联4个200欧姆的电阻。这样，该测试装置的输出阻抗为50欧姆，与高频示波器匹配，通过示波器来测试脉冲束的时间结构(即脉冲宽度)和频率。为了尽可能的减少二次电子对测量精度的影响，法拉第筒的深度与内径的比值越大越好。
目前，通过实际的测试，我们设计的脉冲束测试装置测试到了脉冲宽度为10纳秒、重复频率为4.4MHz的脉冲束。通过实验检验，我们设计的脉冲束测试装置完全达到了脉冲束的测试要求，实现了加速器或者和加速器相关的脉冲化注入线产生的脉冲束的直接测量。
以上内容是结合优选的实施例对本实用新型所做的具体说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和变换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种纳秒级、兆赫兹的脉冲束测试装置，包括圆筒状的外筒和设置于其内部的法拉第筒，其特征在于，所述外筒的上方固定设置中心开孔的负电压板，所述法拉第筒上部正对负电压板的中心开孔，所述法拉第筒由上到下依次包括筒壁、筒底和水冷体。
2.根据权利要求1所述的脉冲束测试装置，其特征在于：所述负电压板的上方固定设置挡束板。
3.根据权利要求1所述的脉冲束测试装置，其特征在于：所述负电压板的下方固定设置屏蔽板。
4.根据权利要求1所述的脉冲束测试装置，其特征在于：所述法拉第筒的筒壁、筒底和水冷体通过焊接连在一起。
5.根据权利要求1所述的脉冲束测试装置，其特征在于：所述法拉第筒的筒底是向上凸起的圆锥状。
6.根据权利要求1所述的脉冲束测试装置，其特征在于：所述法拉第筒的筒底外侧采用聚四氟乙烯块进行绝缘密封。
7.根据权利要求1所述的脉冲束测试装置，其特征在于：所述外筒和法拉第筒之间并联有4个200欧姆的电阻。
8.根据权利要求1所述的脉冲束测试装置，其特征在于：所述法拉第筒通过陶瓷耦合窗与高精度示波器相连。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN103675888A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 中国科学院电子学研究所 | 法拉第筒探头 |
| CN103777227A (zh) * | 2012-10-18 | 2014-05-07 | 上海原子科兴药业有限公司 | 一种回旋加速器束流测量装置 |
| CN110221339A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-09-10 | 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 | 一种束流强度检测装置和粒子加速器 |
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