电子能量以及强度检测¶
\(1 \, \mathrm{eV} = 1.6 \times 10^{-19} \, \mathrm{J}\),而一般能量检测的精度要求达到 \(0.05 \, \mathrm{eV}\),这么小的能量该怎么测量?
用电场筛选!
电场分析器¶
平板电容器挖两个孔:平板电子能量分析器
对入射方向要求严格,通过的电子数量太少了,信号小!\(\implies\) 绕一圈,一维升二维
筒镜电子能量分析器(Cylindrical Mirror Analyzer, CMA)
半球电子能量分析器(Spherical Deflector Analyzer, SDA)
路径越长,精度越高
CMA vs. SDA
- 结构、体积
- 筒镜:简单,体积小
- 性能
- 半球:能量分辨率更高
- 价格
- 半球:价格更高
- 角分辨电子能量分析器
- 电子透镜 > 这俩显然不能一起用,电子透镜抹除了入射角信息
分析器的要求¶
- 加工、安装要求高
- 耐真空、烘烤
- 隔绝外界电场、磁场,分析器和系统不能有磁性(使用 high-\(\mu\) metal 作为磁屏蔽层)
电子倍增管(Channeltron)¶
打拿极
制作材料:铅玻璃
机场防爆检测:检测硝基根!荷质比
只要脉冲达到检测极限就行,不关心脉冲的绝对大小/电流大小(没法测)。
时间分辨率要求不高:微通道板(Microchannel Plate, MCP),用于光电检测仪
能量分析器的分辨率¶
- 相对分辨率 \(R = \frac{\Delta E}{E_0}\)
- 绝对分辨率 \(\Delta E\)
- 提高绝对分辨率会降低信号强度!不必盲目追求绝对分辨率
一般来说分析器尺寸越大,分辨率越好(因为路径越长)。
改变探测器电压,不改变电子:通能改变模式(Constant Reduction Ratio, CRR)
仪器结构确定后,路径确定,相对分辨率 \(R\) 是固定的!改变电压,\(E_0\) 变了,\(\Delta E\) 也会变!
检测的能量 \(E \uparrow \implies\) 绝对分辨率 \(\Delta E \uparrow\),变差,信号强度 \(I \uparrow\)
通能固定模式(Constant Analyzer Energy, CAE)
为了测不同能量的电子,需要前面加电场,保持入射 \(E_0\) 不变,还原性好。
\(E_0\) 不变,信号强度和绝对分辨率都不变





