低速小型多価イオンビーム装置の開発 ～イオンビーム偏向器、及びビームプロファイルモニター～ 環境計測 太田哲朗 目的 ・ イオンビーム偏向器の開発 ― ビーム位置、角度の操作 ・ ビームプロファイルモニターの開発 ― ビームの形状を知る 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 1 装置開発の現状と問題点 イオン源、レンズ、質量・電荷分析器は開発済み ― 質量・電荷分析器により特定の電荷・質量のイ オンを抽出することができるのはわかっている が、ビームの形状はわからない ― イオントラップにビームを入れるにはビームの形 状をわかった上で、位置、角度の操作が必要 イオンビーム偏向器 プロファイルモニター 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 2 イオンビーム偏向器 平行移動距離 V(l12+l1l2) 2aV0 V：電極板間の電位差 ｌ1：電極板の長さ ｌ2：2組の平行電極板間の距離 a：電極板間の距離 V0：イオンの加速電圧 V=１００Vで3.2㎜ Ar+ V0=1200V 14 Feb 2003 移動距離 a=20㎜ l1=30㎜ l =20㎜ 環境計測 卒論発表会 2 3 イオンビーム偏向器完成品 100㎜ 絶縁物 14 Feb 2003 支持板 電極板 環境計測 卒論発表会 4 プロファイルモニター MCP ー 2次電子を増倍、電子雲の形成 Wedge&Strip Anode ー 3つの電極の電荷比により位置を決定 Electron Absorber ― 外壁から出た2次電子を吸収 Electron Absorber MCP イオンビーム チャンネル Strip Wedge Y ( 電子雲 ) 垂 QS 直 QM QS 方 向 QM QMQM QWQWQWQWQW QM QS QS QS アノード 電子雲 14 Feb 2003 QW QM QS X=2QS / (QW+QS+QM) Y=2QW/ (QW+QS環境計測 +QM) 卒論発表会 5 X(水平)方向 プロファイルモニター完成品 Electron Absorber (厚さ1mm、内径44㎜、 外形90㎜) MCP(厚さ1mm、直径50㎜) Anode(直径48㎜) 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 6 ビームの形状の測定 イオン種 : Ar+ 加速電圧 ：1200 V 真空：3.0×10-6 Torr 矩形スリットで整形 垂直 0.5㎜ 1.0㎜ 分裂 水平 垂直 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 水平 7 テスト実験 1.線形性の測定 2.偏向器の動作確認 1. 線形性 Electron Absorber上に銅メッシュのシートを置き、ビー ムを水平・垂直に振りメッシュの形をモニタリング コイル 14 Feb 2003 環境計測 イオンビーム偏向器 卒論発表会 プロファイルモニター8 比 較 実際のメッシュ メッシュ幅0.42㎜ 16mesh/inch 14 Feb 2003 プロファイルモニターによりモニ タリングした図 環境計測 卒論発表会 9 メッシュの影の中心 1格子 メッシュの影の中心のチャンネルを格子数に対してプ ロット 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 10 450 mesurement fitting 水平方向 Channel Nunber 400 350 300 250 200 0 5 10 15 20 メッシュ格子数 (個) 水平方向の線形性 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 11 450 mesurement fitting 垂直方向 Channel Number 400 350 300 250 200 0 5 10 15 20 メッシュ格子数 (個) 垂直方向の線形性 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 12 2. 偏向器の動作確認 電極板に0V から順に20Vずつ電位差を与えビーム中 心の移動距離を測定 実験値 フリンジングを考慮したシミュレート値 計算値 移動距離 (mm) 3 V(l12+l1l2) 2aV0 2 1 0 0 14 Feb 2003 20 40 60 環境計測 卒論発表会 電極板電位差 (V) 80 100 120 13 結果 ・ プロファイルモニターが完成 ・ プロファイルモニターでビーム形状を知ることが可能 ・ イオンビーム偏向器でビーム操作が可能 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 14 終わり －To Be Continued－ 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 15 おしまい 1.目的 10.テスト実験 線形性(グラフ) 2.問題と現状 11.テスト実験 線形性(水平線形性) 3.イオンビーム偏向器 12.テスト実験 線形性(垂直線形性) 4.完成品 13.テスト実験 偏向器の動作確認 5.プロファイルモニター 14.結果 6.完成品 7.ビームの形状 8.テスト実験 線形性(実験装置図) 9.テスト実験 線形性(メッシュ図) 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 16 MCP Detector 光学系:CCD camera ・ 高解像度のカメラが必要 ・ 解析プログラム Interpolative anode array:multiple ande ・ アノードが多く回路が複雑 理屈上限界 ・ アンプの量の問題 Resisitive anode Wedge&Strip anode 3つ、4つの信号の電荷比で位置検出 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 17 イオンビーム偏向器内の電場 フリンジング 0V 50V 0V -50V 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 100V 0V 18 MCP イオン 1.2㎜ ① ③ ② ① pore径：25ミクロン ② 傾き：8度 ③ pore to pore：32ミクロン 電子増倍率 14 Feb 2003 0.08㎜ 1枚：約103 2枚：約105 3枚：約107 0.1㎜ 環境計測 卒論発表会 19 計測システム 電圧信号 パルス整形・増幅 デジタル値に変換 QW Main Amp. ADC QS Main Amp. ADC QM Main.Amp. ADC リストモードで データ保存 Pre Amp. プロファイルモニター 14 Feb 2003 環境計測 卒論発表会 20
© Copyright 2024 ExpyDoc
