Способ определения энергетического спектра пучка ионов

иых частиц, образующихся .при взаимодействии части пучка ионов с мишенью,в качествО носителя информации обэнергетическом спектре пучка ионов приего транспортировке во внешних элект 5ромагнитных полях. Энергетическийспектр нейтральных частиц, вылетевшихиз анала транспортировки пучка ионов,измеряют с помощью магнитного анали"затора после их ионизации на корпуску"лярной мишени. Таким образом, энергетический спектр пучка ионов восстанавливают по энергетическому спектрубыстрых вторичных ионов после ионизующвй мишени. Результирующая точностьизмерений определяется точностью, скоторой быстрые нейтральные частицыповторяют энергетический спектр пучкаионов, величиной возмущения энергетического спектра нейтральных частицпри их ионизации и энергетическим разрешением магнитного анализатора.Недостатком этого технического решения являются использование Ьыстрых 25вторичных ионов, оЬразуюцихся приионизации быстрых нейтральных частиц,для измерения с помоцью магнитных анализаторов энергетического спектра пучка ионов и большие массогабаритные ха-ЗОрактеристики системы измерения дляионов высоких энергий.Целью изоЬретения является упроще,ние способа путем уменьшения массогабаритных характеристик системы измере.ния.Поставленная цель достигается тем,что с помоцью магнитного анализатораизмеряют энергетический спектр электронов, образущихся при Фотоионизациибыстрых нейтральных частиц, находящих"ся в определенном квантовом состоянии,и по этому спектру восстанавливаютэнергетический спектр пучка ионов,Для этого за мишенью для преобразо" 45вания ионов в быстрые нейтральные час"тицы с различными квантовыми состояниями, на пролетной базе этих частиц,располагают мишень в виде потока Фотонов, частота которых превосходит порог Фотоионизации с определенногоквантового состояния нейтральной частицы, а за Фотонной мишенью размещаютмагнитный анализатор. энергии электро"ов Фотоионизации,Предлагаемый способ отличается тем,что энергетический спектр пучка ионоввосстанавливают по энергетическомуспектру электронов, образующихся при Фотоионизации быстрых нейтральных частиц, находящихся в определенном кванТОВОМ СОСТОЯНИИ,Устройство для осуществления предлагаемого способа имеет мишень дляионизации в виде потока фотонов, частота которых превосходит порог Фотоионизации нейтральных частиц в определенном квантовом состоянии, а такжемагнитный анализатор электронов Фотоионизации.СпосоЬы измерения энергетическогоспектра пучка ионов по энергетическому спектру электронов и устройствадля их осуцествления широко известны.Однако использование электроновдля измерения энергетического спектрабыстрых нейтральных частиц, Образую- .щихся при взаимодействии части пучка ионов с мишенью, и восстановление,таким образом, энергетического спектра этих ионов по энергетическомуспектру электронов, образующихся прифотоионизации быстрых нейтральных час"тиц в определенном квантовом состовнии, позволяет проводить измеренияпри транспортировке пучка ионов вовнешних электромагнитных полях, а так"же уменьыить массогабаритные характерйстики системы измерения.На Фиг. 1 представлена схема устройства для осуцествления предлагаемого способа; на Фиг. 2 - Фотонная ми"шень. Устройство содержит мишень 1 для преобразования части пучка ионов в нейтральные частицы с различными кван" товыми состояниями, фотонную мишень 2, расположенную на пролетной базе нейт" ральных частиц за пределами канала транспортировки пучка ионов, и магнит" ный анализатор 3 электронов Фотоиони" зации. Расстояние между мишенями 1 и 2 выбирают из условия пренебрежимого воздействия внешних электромагнитных полей канала транспортировки пучка ионов (например, магнитное поле на участке поворота ионов) на электроны фотоионизации, В качестве мишени 1 используют тонкие и узкие пленочные мишени различных типов, пересекающие часть пучка ионов, либо пространственно-локализованные газовые мишени, эффективно преобразующие часть пучка ионов в нейтральные частицы с представляющими интерес квантовыми состояниями.6 ЕР ЬЫи2е Еи 35 где Ип, ш - масса покоя нейтральнойчастицы и электрона соответственно;и - постоянная Планка;9=6)о(1-всов 01)= частота фотона в ла/ бораторной системекоординат; к 4045 ч - скорость нейтральной11частицы;0 - угол пересечения пото"ков нейтральных частици Фотоноо;Е - средняя энергиязйтИральных частиц; 50 Е Е Яа ец е 8 л средняя энергия электронов фотоионизации;порог Фотоионизациинейтральной цастицыиз квантового состолнил и. 516738В качестве носителей информации об энергетическом спектре пучка ионов используют быстрые нейтральные частицы стаким квантовым состолнием и, для которого подбором частоты фотонов5 мишени 2 в системе покоя нейтральной частицы может быть обеспечено необходимое для измерения отношение числа электронов фотоионизации из этого квантового состояния к числу электронов Фотоионизации из других квантовых состояний общего потока рожденных на мишени 1 быстрых нейтральных часТИцк ПРИ ЭТОМ Толщину И ТИП мИшенИ 1 15 выбирают из условия необходимого пре- оышения плотности потока рожденных на ней нейтральных частиц над плотностью потока Фоновых нейтральных цастиц о тех же квантовых состояниях в области 20 фотонной мишени 2, образующихсл о результате перезарядки ионов на оста" точном газе Ю последующих радиационностолкновительных переходоо между квантовьили состояниями на пролетной базе 25 до области Фотоионизации.Анализ кинематики двухчастицного развала нейтральной частицы при поглощении фотона (Фотоионизацил) показывает, что электроны дотоионизации повто" З 0 ряют энергетический спектр быстрых нейтральных цастиц с квантовым состоя" нием и с точностью 186В соответствии с этим выражением подбором ча. тоти Фотонов Я вблизи порога Фотоионизации Я обеспечивалют требуемую точность соответствия энергетических спектров электронов фотоионизации и нейтральных частиц,Необходимую в процессе измерения среднюю мощность Р(в Вт) фотонной мишени 2 оценивают из условияОР й Й 10а . кО Си (4, Рр Ь У Дх 1. в 1 пКчо т о где а - необходимая для измерениякратность превышения плотности потока электронов фото"ионизации из квантового состояния и над фоновыми электронами после магнитного анализатора 3 в области детектора Д3- среднее сечение столкновительной ионизации на остаточном газе из различных квантовых состояний р потока быстрых нейтральных частиц замишенью 1, см ;(Ы) " сечение фотоионизации нейтральной частицы из квантового состояния и Фотонами С2частотой Я, см1. - расстояние от мишени 1 домагнитного анализатора см;,Р - давление остаточного газана пролетной базе нейтральных частиц, мм рт.ст.Поперечный к плоскости пересеченияпотоков фотонов и нейтральных частиц размер Фотонной мишени иониэации Дх (см) и радиус осевой траектории магнитного анализатора электронов фотоионизации г(см) выбирают в соот" ветствии с требуемым значением разрешающей силы анализатора К. В случае использования секторного магнитного анализатора с однородным полем со скошенными под углом 5 торцами и углом поворота Я разрешающую .силу анализатора оценивают с помощью выраженияЕЬ ТО кВКаг- - гв 1 и - лЕ Дхк 1+ссд - скц(- -Е) .Я,2 2Уст ройст во ра бота ет след ующим образом.фи Составитель С. Кондратенко Техред А.Кравчук рректор Н. Ревская Редакт Бельская ное ГКНТ СС ул.Гагарина, 191 роизводственно-издательский комбинат "П т г.ужгор Заказ 2826,Тираж ПодпиВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113935, Иосква, -.35, Раушская наб., д. М 5лй