[发明专利]电子束检测装置及检测方法

说明书

本发明提供一种电子束检测装置，包括：一法拉第杯，该法拉第杯具有一开口；一多孔碳材料层，该多孔碳材料层设置在所述法拉第杯的表面且在所述开口处悬空设置，该多孔碳材料层悬空的长度大于等于待测电子束的最大直径；以及一电表，该电表与所述多孔碳材料层电连接，用于测试待测电子束和多孔碳材料层相对移动过程中多孔碳材料层中的电荷形成的电信号，并根据电信号随着待测电子束和多孔碳材料层相对移动的距离的变化，得到待测电子束的尺寸。本发明还提供一种采用上述电子束检测装置检测电子束的检测方法。

技术领域

本发明涉及一种电子束检测装置及检测方法，尤其涉及一种采用多孔碳材料线状结构或条状结构的电子束检测装置及检测方法。

背景技术

电子在电场中受力而加速、能量提高，并在真空中汇集成束产生电子束。电子束技术已在高温合金的成型制造与精炼、高温合金的焊接、表面改性以及涂层制备等领域得到了广泛应用，并将不断涉足航空航天、国防军工以及核工业等各个领域中。电子束的形状和大小直接影响到其在应用中达到的效果。因此，电子束检测装置以及检测方法非常重要。

现有的采用金属片的电子束检测装置及检测方法中，将所测得的电学曲线进行微分后得到电子束斑的尺寸，操作简单。然而，该检测方法中，电子束在金属片边缘会有各种散射，导致测量不准。因此，提供一种测量结果准确的电子束检测装置及检测方法将具有非常重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种测量结果准确的电子束检测装置以及检测方法。

一种电子束检测装置，包括：

一法拉第杯，该法拉第杯具有一开口；

一多孔碳材料层，该多孔碳材料层为一多孔碳材料线状结构或一多孔碳材料条状结构，该多孔碳材料层设置在所述法拉第杯的表面且在所述开口处悬空设置，该多孔碳材料层悬空的长度大于等于待测电子束的最大直径，该多孔碳材料线状结构的直径以及该多孔碳材料条状结构的宽度均小于待测电子束横截面的最小直径，该多孔碳材料层由多个碳材料颗粒组成，该多个碳材料颗粒之间存在纳米级或微米级的间隙；以及

一电表，该电表与所述多孔碳材料层电连接。

一种电子束检测方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供如权利要求1～7中任一项的电子束检测装置；

步骤S2，使待测电子束相对于多孔碳材料层移动，待测电子束整体的横截面经过多孔碳材料层的悬空部分，进而实现待测电子束对多孔碳材料层的扫描，并在移动的过程中，记录待测电子束或多孔碳材料层移动的距离及电表中的电信号值，得到一第一曲线，通过分析该第一曲线得到待测电子束的第一直径；以及

步骤S3，使所述待测电子束或多孔碳材料层旋转一定的角度，使所述待测电子束相对于多孔碳材料层移动，待测电子束整体的横截面经过多孔碳材料层的悬空部分，进而实现待测电子束对多孔碳材料层的扫描，并在移动的过程中，记录待测电子束或多孔碳材料层移动的距离及电表中的电信号值，得到一第二曲线，通过分析该第二曲线得到待测电子束的第二直径。

相较于现有技术，本发明所提供的电子束检测装置采用悬空设置在法拉第杯上的一多孔碳材料层，该多孔碳材料层包括多个碳材料颗粒，该多个碳材料颗粒之间存在纳米级或微米级的间隙，待测电子束中的电子会在多孔碳材料层中的多个碳材料颗粒之间的间隙间进行多次折射、反射，而不能从多孔碳材料层中发射出去，所述多孔碳材料层对电子的吸收率能够达到 97％以上，几乎可以达到100％，可以看成是电子的绝对黑体。因此，在检测时，电子束经过多孔碳材料层的悬空部位，电子束与多孔碳材料层相交时，电子束的电子全部被多孔碳材料层吸收，不会在多孔碳材料层的边缘发生各种散射，降低检测准确率。因此，本发明的提供的电子束检测装置及检测方法的测量结果准确较高。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的电子束检测装置的结构示意图。