一種離子源測試夾具的製作方法
2023-04-30 19:17:17
本實用新型屬於強場離子源測試技術領域，具體涉及一種離子源測試夾具。
背景技術：
強場離子源是利用發射體尖端附近的強電場實現離子發射的一種離子源，它與傳統的氣體放電工作方式離子源相比，具有結構簡單、能量利用率高、可控性強、常溫工作、長壽命和高輸出等優點。在強場離子源的離子發射測試領域，離子源工作電壓的施加及金屬發射體尖端強電場的實現是保證測試工作正常進行的條件。在國內外研究工作中，強場離子源的離子發射測試側重於集成柵極的Spindt陣列型強場離子源，對於金屬單尖型強場離子源的離子發射測試裝置未見相關報導。在金屬單尖型強場離子源測試工作研究中發現，由於涉及到金屬柵極的合理引入、毫米量級尺度的對準、柵極電子發射的抑制及尖端高電場強度的實現，對測試夾具的合理設計提出了更高的要求。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種離子源測試夾具。
本實用新型的離子源測試夾具，其特點是，所述的測試夾具包括金屬底座，金屬單尖樣品、絕緣層壓塊，絕緣遮蔽層，柵極金屬片，螺柱，金屬單尖樣品的剖面為T型，T型的底部為固定端，T型的頂部為尖端，金屬單尖樣品的固定端固定在金屬底座的卡槽內，金屬單尖樣品的尖端豎直朝上，金屬單尖樣品的尖端從下至上順序穿過絕緣層壓塊、絕緣遮蔽層和柵極金屬片，金屬單尖樣品的尖端與柵極金屬片的上表面平齊，所述的柵極金屬片上開有圓孔Ⅰ，金屬單尖樣品的尖端位於圓孔Ⅰ的中心；絕緣層壓塊、絕緣遮蔽層和柵極金屬片通過螺釘固定在金屬底座上。
所述的絕緣遮蔽層的外沿超過絕緣層壓塊的外沿，形成絕緣遮蔽層的邊緣，在絕緣遮蔽層的邊緣通過絕緣遮蔽層上的貫穿孔穿過螺柱，螺柱的下端通過螺帽Ⅰ與金屬底座固定，在貫穿孔處的絕緣遮蔽層的上表面和下表面分別固定螺帽Ⅱ和螺帽Ⅲ，調節螺帽Ⅲ使得絕緣遮蔽層在豎直方向上下移動；貫穿孔的直徑大於螺柱的外徑，沿絕緣遮蔽層的外沿對稱分布的L型壓塊，螺釘Ⅰ位於L型壓塊的豎直面，與絕緣遮蔽層的外沿相接觸，螺釘Ⅱ位於L型壓塊的水平面並固定在金屬底座上，使用L型壓塊固定絕緣遮蔽層與金屬底座的相對位置，調節螺釘Ⅰ在水平平面上移動絕緣遮蔽層，直至金屬單尖樣品的尖端位於柵極金屬片圓孔的中心，壓緊螺帽Ⅱ固定絕緣遮蔽層。
所述的絕緣遮蔽層開有豎直的圓孔Ⅱ，金屬單尖樣品通過圓孔Ⅱ穿出，圓孔Ⅱ的內徑尺寸略小於柵極金屬片的圓孔Ⅰ的內徑。
在本實用新型的離子源測試夾具的柵極金屬片上的螺釘處引出一個電極（柵極），從螺柱處引出另一個電極（陰極），在陰柵電極之間施加高電壓時，金屬單尖樣品的尖端附近會產生很強的電場，實現尖端的離子發射。
本實用新型的離子源測試夾具中絕緣遮蔽層開有的豎直圓孔Ⅱ的內徑尺寸略小於柵極金屬片的圓孔Ⅰ的內徑，可抑制柵極金屬片邊緣處電場畸變導致的電子發射，提高了柵極耐壓能力，同時提高了金屬單尖樣品的尖端場強。
本實用新型的離子源測試夾具通過在陰柵電極之間施加高電壓以實現離子發射，同時具有陰柵電極之間相對位置三維可調，並抑制柵極電子發射的功能。
附圖說明
圖1為本實用新型的離子源測試夾具的剖視圖；
圖2為本實用新型的離子源測試夾具的三維視圖；
圖中，1.金屬底座 2.金屬尖端樣品 3.絕緣層壓塊 4.絕緣遮蔽層 5.柵極金屬片 6.螺柱 7.L型壓塊。
具體實施方式
如圖1、2所示，本實用新型的離子源測試夾具包括金屬底座1，金屬單尖樣品2、絕緣層壓塊3，絕緣遮蔽層4，柵極金屬片5，螺柱6，金屬單尖樣品2的剖面為T型，T型的底部為固定端，T型的頂部為尖端，金屬單尖樣品2的固定端固定在金屬底座1的卡槽內，金屬單尖樣品2的尖端豎直朝上，金屬單尖樣品2的尖端從下至上順序穿過絕緣層壓塊3、絕緣遮蔽層4和柵極金屬片5，金屬單尖樣品2的尖端與柵極金屬片5的上表面平齊，所述的柵極金屬片5上開有圓孔Ⅰ，金屬單尖樣品2的尖端位於圓孔Ⅰ的中心；絕緣層壓塊3、絕緣遮蔽層4通過螺釘固定在金屬底座1上。
所述的絕緣遮蔽層4的外沿超過絕緣層壓塊3的外沿，形成絕緣遮蔽層4的邊緣，在絕緣遮蔽層4的邊緣通過絕緣遮蔽層4上的貫穿孔穿過螺柱6，螺柱6的下端通過螺帽Ⅰ與金屬底座1固定，在貫穿孔處的絕緣遮蔽層4的上表面和下表面分別固定螺帽Ⅱ和螺帽Ⅲ，調節螺帽Ⅲ使得絕緣遮蔽層4在豎直方向上下移動；貫穿孔的直徑大於螺柱6的外徑，沿絕緣遮蔽層4的外沿對稱分布的L型壓塊7，螺釘Ⅰ位於L型壓塊7的豎直面，與絕緣遮蔽層4的外沿相接觸，螺釘Ⅱ位於L型壓塊7的水平面並固定在金屬底座1上，使用L型壓塊7固定絕緣遮蔽層4與金屬底座1的相對位置，調節螺釘Ⅰ在水平平面上移動絕緣遮蔽層4，直至金屬單尖樣品2的尖端位於柵極金屬片5圓孔的中心，壓緊螺帽Ⅱ固定絕緣遮蔽層4。
所述的絕緣遮蔽層4開有豎直的圓孔Ⅱ，金屬單尖樣品2通過圓孔Ⅱ穿出，圓孔Ⅱ的內徑尺寸略小於柵極金屬片5的圓孔Ⅰ的內徑。