一种基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪

技术特征：
1.一种基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，包括二次电子发射薄膜、电极系统、微通道板探测器和电子学设备；所述二次电子发射薄膜用于当离子穿过时生成二次电子；所述电极系统用于将所述二次电子施加电压引导到微通道探测器上；所述微通道探测器用于接收所述二次电子并输出信号至电子学设备；其特征在于，所述质谱仪还包括金刚石探测器；所述金刚石探测器用于接收离子，将离子总能量转化为电荷脉冲，输出至电子学设备；所述电子学设备用于处理所述微通道探测器的输出信号和所述金刚石探测器输出的电荷脉冲，分析获得入射离子的信息，包括种类和离子能谱。2.根据权利要求1所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，所述电极系统包括加速电极和偏转电极；所述质谱仪的结构为沿离子进入方向，依次设置二次电子发射薄膜、加速电极、偏转电极、和金刚石探测器；偏转电极的下方设置微通道板探测器。3.根据权利要求2所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，所述电子学设备包括：延时模块，用于接收金刚石探测器发送的电荷脉冲，将电荷脉冲分为两路，一路先进行延迟，再输出到快前放模块，一路输出到前放模块；快前放模块，用于接收微通道探测器或延时模块发送的信号，对信号进行放大，再输出至恒比定时甄别器；前放模块，用于对接收的信号进行预放大，再输出至主放大器；主放大器，用于对接收的信号进行放大和成型，再输出到峰值保持电路；峰值保持电路，用于对接收的信号进行脉冲幅度拾取，再把处理后的信号发送至模拟数字转换器；模拟数字转换器，用于把接收的信号转化成可分析的数字量essd输出至可编程阵列逻辑；恒比定时甄别器，用于对信号进行定时拾取，再发送到时间数字转换器；时间数字转换器，用于将收到的源头分别为金刚石探测器和微通道探测器的信号进行处理，将信号的时间差转化为可分析的数字量τ，输出至可编程阵列逻辑；可编程阵列逻辑，用于对τ和essd进行符合测量和分析处理，获得入射离子的信息，所述信息包括种类和离子能谱。4.根据权利要求3所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，所述延迟为2ns。5.根据权利要求3所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，所述质谱仪包括1个二次电子发射薄膜、1个电极系统、1个微通道探测器和1个金刚石探测器。6.根据权利要求3所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，所述质谱仪包括1个二次电子发射薄膜、1个电极系统、1个微通道探测器和n个金刚石探测器；n>1。
7.根据权利要求3所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，所述质谱仪包括n个二次电子发射薄膜、n个电极系统、n个微通道探测器；n>1；所述电子学设备还包括位置分辨信号处理模块，用于接收位置分辨信号，处理和分析后得到离子的入射位置信息，再发送至可编程阵列逻辑；所述微通道探测器接收到二次电子后，输出一个用于位置分辨的信号和一个定时信号；所述位置分辨的信号输出到位置分辨信号处理模块；所述定时信号输出到快前放模块。8.根据权利要求7所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，所述质谱仪包括的金刚石探测器为1个或多个。9.根据权利要求6～8任一所述的基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，其特征在于，可编程阵列逻辑对位置信息、τ和essd进行符合测量和分析处理，获得入射离子的信息，所述信息包括种类、离子能谱和角分布信息。

技术总结
本发明提供了一种基于金刚石探测器的空间飞行时间质谱仪，包括二次电子发射薄膜、电极系统、微通道板探测器和电子学设备；所述二次电子发射薄膜用于当离子穿过时生成二次电子；所述电极系统用于将所述二次电子施加电压引导到微通道探测器上；所述微通道探测器接收所述二次电子并输出信号至电子学设备；所述金刚石探测器用于接收离子，将离子总能量转化为电荷脉冲，输出至电子学设备；所述电子学设备用于处理所述微通道探测器的输出信号和所述金刚石探测器输出的电荷脉冲，分析获得入射离子的信息。本发明将金刚石探测器应用于SEE TOF


技术研发人员：张伟杰 张珅毅 沈国红 张焕新 袁斌 权子达 孙莹
受保护的技术使用者：中国科学院国家空间科学中心
技术研发日：2022.07.27
技术公布日：2022/11/11