微通道板测试用铯离子源离化效率研究

为研究铯离子作为入射源轰击微通道板性能测试技术,采用铯离子束产生器作为实验装置,分析整个铯离子束产生过程,进而研究铯原子轰击离化丝(钽,脱出功为4.12 eV)而产生的铯等离子体的离化效率的影响因素.从物理过程分析出离化效率受离化环境温度、离化丝功率、聚焦电压等因素的影响,结合沙哈-朗缪尔(Saha-Langmuir)方程,分析出出射离子电流可作为离化效率的实际表征量.实验通过改变离化环境温度、离化丝功率等因素,采用运放反馈电流法测量离子电流的大小.实验结果表明通过控制离化环境温度可维持输入铯原子数的稳定,铯离子的离化效率受离化环境温度和离化丝功率影响较大.当其他工作条件不变,离化丝功率Q c为2.818 W时,离化效率达到最大;当离化环境温度T c为110℃时,离化过程稳定且最充分,输出离子电流最大达到25 nA左右.实验结果与理论模型分析结果具有较好的一致性.通过对这些因素的控制可稳定调节铯离子束入射强度的大小.