Kimball 法拉第杯 Faraday Cup 探测器 能量分析器 荧光屏 法拉第杯偏置

🧪 应用场景


⭐ 主要特性与选配项

  • 孔径范围:1 到 11 mm,用户可更换

  • 输入功率:100 mW 到 1250 W(连续)

  • 选配:能量分析栅格、荧光屏、偏置杯体、水冷、阵列式杯组

  • 兼容超高真空(UHV)环境

  • 型号示例:FC-66、FC-70、FC-71、FC-72、FC-73、FC-86

介绍(INTRODUCTION)

Kimball Physics法拉第杯探测器Faraday Cup Detectors)无活动部件的独立装置,设计用于安装在真空系统
大多数型号可以直接安装在电子枪外壳上,以便直接采样电子束;这些装置可通过气动或机械执行器进出束流路径。

法拉第杯有多种配置和功能,连续输入功率范围从 100 mW 到 1250 W,孔径尺寸从 1 mm 到 11 mm,并可选配 一层或多层栅格荧光屏等组件。

两种安装方式:

  1. 安装在真空系统内部(如 FC-66、FC-70、FC-71、FC-72),通过真空法兰馈通与外部电流表连接(如使用 Kimball Physics 的 In-Vacuum BNC 电缆和 1.33 英寸 CF 馈通);

  2. 或将法拉第杯集成安装在真空腔体的 CF 法兰上(如 FC-73、FC-86)。

Kimball Physics 的法拉第杯探测器通过与电流表连接,用于采集和测量带电粒子的电流,例如来自电子枪或离子枪的电子束。
大多数型号兼容**超高真空(UHV)**环境,且支持高温烘烤

法拉第杯本体为封底的不锈钢中空圆柱体,前端设有用于采集电子或离子的孔径。外部另有接地金属屏蔽筒用于屏蔽干扰。
电连接端设在杯底,通过连接器引出,并通过真空馈通法兰传导至真空外部的电流表进行测量和记录。
Kimball Physics 提供适配 0.95″ 和 1.33″ CF 法兰 的标准馈通,也支持定制设计。


标准与选配栅格(STANDARD AND OPTIONAL GRIDS)

FC-73 型法拉第杯标配三层栅格,可用作能量分析器。FC-71 和 FC-72 可选配同样的三栅格结构。

三层栅格从粒子入射方向依次为:

  • G(接地栅)

  • R(减速栅)

  • S(抑制栅)

  • 通过向减速栅施加电压,可分析电子或离子的能量。
  • 对电子或负离子,栅电压为负;

  • 对正离子,电压为正。
    随着减速栅电压逐渐升高至截止点,法拉第杯内电流将逐渐减小至零,从而得到能谱信息。


荧光屏(OPTIONAL PHOSPHOR SCREEN)

荧光屏为选配项,适用于 FC-70、FC-71、FC-72 型,FC-86 型则标配可拆卸荧光屏
屏幕采用高亮度 P22 荧光材料(ZnS:Ag),当高能粒子轰击时会发出淡蓝色光(光子),

  • 对电子灵敏度阈值约为 500 eV

  • 对离子为 1000 eV

荧光屏便于观察束流斑点位置,常用于:

  • 电子枪对准

  • 调节操作参数以获取最佳束流均匀性或最小光斑尺寸

注意:过高电流或长时间照射可能损伤荧光屏。


法拉第杯偏置功能(BIASING THE FARADAY CUP)

部分型号(FC-66、FC-72、FC-86)可实现电偏置,以减少采集过程中电子或离子的散射现象,以及抑制二次电子发射。

  • 对电子或负离子:建议加 +50 V

  • 对正离子:建议加 -50 V
    这可以通过在真空馈通与电流表之间连接电池来实现。


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