🧪 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 的 法拉第杯探测器(Faraday Cup Detectors) 是无活动部件的独立装置,设计用于安装在真空系统中。
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:
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);
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。