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離子鍍膜機的回旋質譜計工作原理分析

  真空離子鍍膜機常需用到質譜計來控制其鍍膜的工藝,而回旋質譜計是屬于能量平衡質譜計的一種。它基于離子在正交的高頻電場和直流磁場的回旋共振現象為其工作原理。其基本原理是在1949年由Hipple(希普爾)等提出的。在1951年,Thomas(托馬斯)等首次研發制出質譜計。1954年,Alpert(阿爾伯特)等制出可用來分析超高真空下的殘余氣體的簡單型回旋質譜計,大大地推進了超高真空技術的發展。到了1960年,Klopfer(克洛普弗)研發出可去除非共振離子空間電荷影響的一種復雜型回旋質譜計,所制質譜計的靈敏度可在10%的范圍內保持不變,從而使定量分析成為了可能。但其又存在參數調整困難、結構較復雜、內部電極不易徹底除氣等缺點。


  由于回旋質譜計的分析器和離子源是共處于一個較小空間中的,因而電場會受到非共振離子的干擾,所以為了克服非共振離子所引起的電場畸變,基于簡單型回旋質譜計之上發展了一種復雜管型的回旋質譜計,其性能相較于簡單型回旋質譜計要更加穩定。


  該質譜計的主要參數有:靈敏度常數、回旋共振頻率、質量M+△M的非共振離子所能到達的最大半徑、分辨能力、共振離子的最終能量、共振離子的軌跡長度、共振離子的飛行時間以及共振離子的回旋圈數等。


  優點:零件少、電極薄、體積小、放氣少且幾乎沒有"記憶效應"等,特別適合對超高真空小體積作殘氣分析。


  缺點:操作不便、質標非線性、需用磁場、譜線自動記錄復雜、不能用電子倍增器檢測,使最小可檢分壓力受到限制。


  在1960年,我國于成都一所學院首先研制回旋質譜計成功;1963年,中國科學院電子研究所詳細研究了簡單型回旋質譜計的工作特性;到了1965年,中國科學院蘭州物理研究所研制出20%的定量精度的簡單型回旋質譜計成套設備,為離子鍍膜機后續質譜計研發工作奠定了基礎。


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