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正宇真空設(shè)備
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其他超高真空熱陰極電離計(jì) 4.2.3.1抑制規(guī) 抑制型電離真空計(jì)是通過安裝在離子收集極附近的抑制電極，使離子收集極發(fā) 射的光電子返回到它自身，來降低X射線極限值的一種熱陰極電離真空計(jì)。抑制 規(guī)規(guī)管結(jié)構(gòu)如圖4-2所示，由陰極、加速極、離子收集極和帶屏蔽罩的抑制極(屏 蔽極)組成。工作時(shí)抑制極約為一600V電位，建立對(duì)電子的拒斥場(chǎng)，迫使收集極 發(fā)射的光電子返回收集極從而減小光電流本底。屏蔽盒的作用可以阻擋X射線對(duì) 離子收集極的照射，屏蔽盒和離子收集極都為地電位，它和柵極構(gòu)成靜電透鏡對(duì)離 子起加速和聚焦作用，將離子引入到收集極。屏蔽盒對(duì)收集極也起到屏蔽作用，減
小環(huán)境對(duì)靜電計(jì)的電干擾，有利于小電流測(cè)量。抑制規(guī)的測(cè)量下限可達(dá)到10-10Pa。 抑制規(guī)的電參數(shù)一般為：加速電壓VA=200V;陰極對(duì)地電壓VK=25V;抑 制電壓Vs=450V;收集極和屏蔽罩電位為零；燈絲發(fā)射電流1=2mA;規(guī)管系數(shù) 為0.12Pa-1
彎注抑制規(guī) 彎注抑制規(guī)如圖4-3所示，由陰極、電子加速柵極(加速極)、離子聚焦極 輔助陽(yáng)極、抑制極、離子收集極、內(nèi)偏轉(zhuǎn)極、外偏轉(zhuǎn)極和屏蔽罩組成。由陰極、電 子加速柵極構(gòu)成規(guī)的電離系統(tǒng)和由屏蔽罩抑制極和離子收集極構(gòu)成離子收集系統(tǒng)。 在電離系統(tǒng)和離子收集系統(tǒng)之間，設(shè)置了一個(gè)90°離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括聚 焦極，內(nèi)、外偏轉(zhuǎn)極。 規(guī)的工作原理為：規(guī)管內(nèi)被測(cè)氣體分子在柵極框被電離為正離子，離子被離 子聚焦極引出并聚焦后經(jīng)靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)90°后進(jìn)入離子收集系統(tǒng)。該結(jié)構(gòu)使 加速極產(chǎn)生的軟X射線不能直接照射到收集極的表面，同時(shí)X射線的反射部分 也因經(jīng)過多次來回才能抵達(dá)而大為減弱。另外，由于有屏蔽罩和抑制極的存在， 還可以對(duì)小部分軟X射線引起的光電流進(jìn)行抑制，使光電流的影響進(jìn)一步減小 在理論上彎注抑制規(guī)的測(cè)量下限比抑制規(guī)低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到10-12Pa。但由于 高溫?zé)艚z存在，陰極的蒸氣壓和出氣速率都可能影響小于10-1Pa壓力的獲得。 此外，極間電極漏電及弱電流測(cè)量等問題，彎注抑制規(guī)的實(shí)際測(cè)量下限為 10-1Pa。輔助陽(yáng)極的作用是供偏轉(zhuǎn)電極進(jìn)行電子轟擊除氣而用。除氣功率約為 700V×200mA。 目前，彎注抑制規(guī)是極高真空規(guī)中最好的一種規(guī)型，性能穩(wěn)定可靠。在沒有極 高真空校準(zhǔn)系統(tǒng)條件下，大都以彎注抑制規(guī)的讀數(shù)作為壓力參考值。 彎注抑制規(guī)的電參數(shù)一般選擇為：加速電壓VA=200V;陰極對(duì)地電壓VK= 25V;VD=-340V;Vn1=-450V。Vc=Vsh=VE=0(地電位)。燈絲發(fā)射電流 I=2mA;規(guī)管系數(shù)為0.15Pa-1。
調(diào)規(guī)是在BA型規(guī)管的加速柵網(wǎng)框中設(shè)置 4、2.3.3調(diào)制規(guī) 圖44所示，改變調(diào)制極電壓便可通過它對(duì)離子了。s 根和離子收集極平行的金屬桿作為調(diào)制極 如
流的影響，借助于計(jì)算消除軟X射線產(chǎn)生的光電 流，求得真實(shí)的離子流。這種方法是列海德 oooooooo
( Redhead)于1960年首次提出的。 調(diào)制極可調(diào)為兩個(gè)工作狀態(tài)：加速極電壓工 M 作狀態(tài)和收集極電壓工作狀態(tài)。在調(diào)制極調(diào)到加 速極電壓時(shí)，調(diào)制極不能收集到任何正離子。離 圖4-4調(diào)制規(guī)原理子收集極電流1由正離子流1+和軟X射線產(chǎn)生 陰極；A一加速極；S抑刮極
C離子收集極；M—調(diào)制極的光電流Ix兩部分組成。
1=1++Ix (43在調(diào)制極調(diào)到收集極電壓時(shí)，調(diào)制極收集到一部分離子流，收集極只能收集到份離子流+,收集極的電流I2為
+ Ix
式(4-3)一式(4-4)可以得出
1=(1-12)/(1-3) (4-5)
B可以在較高壓力(10-Pa)條件下通過測(cè)量Ix高)、(高)計(jì)算出來。在較高 壓力條件，測(cè)量的離子流I>I2,因此Ⅰ2可以忽略。式(4-3)、式(4-4)可以化 為：1(高)=1;1高)=B+。故B值可以得出
B-12(高)/I1(高) (46) 調(diào)制方法可以將測(cè)量下限擴(kuò)展約一個(gè)數(shù)量級(jí)，最低可以測(cè)量10-10Pa。為了詞 制方便，也可以在調(diào)制極上施加交變的調(diào)制電壓(方波或正弦波),利用鎖相放大 器進(jìn)行離子流放大，消除人工調(diào)制帶來的讀數(shù)誤差。簡(jiǎn)單的調(diào)制方法可存在較大的 誤差，其原因是調(diào)制極處于加速電壓時(shí)，調(diào)制極本身也要產(chǎn)生X射線，在收集極 上將收集到附加的光電流，而附加的光電流在計(jì)算時(shí)并未考慮。 4.2.3.4分離規(guī)
分離規(guī) 分離規(guī)的離子收集極為外收集式的規(guī)管，圖45所示為帶調(diào)制極的分離規(guī)的結(jié) 構(gòu)。電離系統(tǒng)包括環(huán)狀陰極、加速柵極，環(huán)形陰極繞柵極安裝。離子收集系統(tǒng)由離 子收集極、離子反射極和屏蔽極組成。離子收集極為很短的細(xì)絲，處于屏蔽罩小孔 下方，在離子收集極周圍安裝離子反射極。在柵框頂端安置調(diào)制極。 工作原理：陰極發(fā)射出電子在加速電壓作用下進(jìn)入柵極框，在柵極框空間內(nèi)形 成電離區(qū)而產(chǎn)生離子。離子收集極在電場(chǎng)作用下，將電離區(qū)產(chǎn)生的正離子從屏蔽罩 的小孔引出并由帶正電位的離子反射極反射，聚焦到離子收集極達(dá)到提高靈敏度的 目的。屏蔽罩對(duì)柵極產(chǎn)生的軟Ⅹ射線對(duì)收集的照射進(jìn)行屏蔽。由電子轟擊柵極端 產(chǎn)生的軟X射線受到小孔的限制，照到離子收集極上的立體角很小，也相應(yīng)地降 低光電流本底。圖45所示帶調(diào)制極的分離規(guī)壓力測(cè)量下限可以低于10-1Pa。主 要工作參數(shù)為：VA=305V:VK=VM=Vs=25V(對(duì)地);Vc=0V(地電位); I=1mA;規(guī)管系數(shù)K=0.1Pa-1
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