[发明专利]一种强流带电粒子束二维分布监测装置

权利要求书

1.一种强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，包括：依次排列的第一冷却板、准直板和测量板以及数据处理模块，

所述第一冷却板朝向带电粒子束入射方向，对所述带电粒子束进行冷却；

所述准直板用于准直通过所述第一冷却板的所述带电粒子束；

所述测量板上设有若干成阵列式排布的第一通孔，所述第一通孔远离所述准直板的端面上设有收集器，所述第一通孔和所述收集器形成微型法拉第筒，所述收集器监测带电粒子束信号，并将其传输给所述数据处理模块；

所述数据处理模块根据所述收集器采集的带电粒子信号计算带电粒子束的二维分布矩阵；

其中，所述第一冷却板和所述准直板上分别设有与各所述第一通孔同轴的第二通孔和第三通孔。

2.如权利要求1所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，将每一行所述微型法拉第筒分成一组，并将该组的每一个所述收集器串联，得到一个电信号；收集所有行对应的所述电信号，其用于反映所述带电粒子束在纵向的一维电信号分布；将每一列所述微型法拉第筒分成一组，并将该组的每一个所述收集器串联，得到一个电信号；收集所有列对应的所述电信号，其用于反映所述带电粒子束在横向的一维电信号分布。

3.如权利要求2所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述计算带电粒子束的二维分布矩阵的方法包括：用和分别表示第i行和第j列测得的电信号值，F^x(t)和F^y(t)分别表示任意t时刻测量的入射带电粒子束横向和纵向的电信号分布，任意时刻t时，入射束流的总信号强度I_toal(t)和二维分布矩阵F^xy(t)分别通过如下公式(2)、(3)计算：

4.如权利要求1-3任一项所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述准直板和所述测量板之间还依次设置高压板和接地板，所述高压板和所述接地板上分别设有与各所述第一通孔同轴的第四通孔和第五通孔。

5.如权利要求4所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述准直板与所述高压板之间、所述高压板与所述接地板之间以及所述接地板和所述测量板之间均设有绝缘板，各所述绝缘板上分别设有与各所述第一通孔同轴的第六通孔。

6.如权利要求5所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述第六通孔的孔径大于所述第二通孔的孔径；所述第二通孔的孔径与所述第五通孔的孔径相等，并大于所述第四通孔的孔径；所述第四通孔的孔径大于所述第一通孔的孔径，所述第一通孔的孔径大于第三通孔的孔径。

7.如权利要求4所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述第三通孔和所述第四通孔为金属化孔。

8.如权利要求1-3任一项所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述测量板背离所述带电粒子束入射的方向设有第二冷却板，所述第二冷却板和所述测量板之间设有绝缘耐热膜。

9.如权利要求8所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述绝缘耐热膜为玻璃纤维布。

10.如权利要求1-3任一项所述的强流带电粒子束二维分布监测装置，其特征在于，所述收集器包括铜螺钉。