一种调束装置及具有该调束装置的量子电流产生系统的制作方法

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1.本实用新型涉及电学计量技术领域，具体而言，涉及一种调束装置及具有该调束装置的量子电流产生系统。

背景技术：

2.脉冲束是很多核物理实验，尤其是核数据测量方面所需求的非常重要的一种束流。特定用途的脉冲束一般是通过加速器来产生的，理论上电流强度的量子复现准确度与电子电荷量一致，远高于现有的所有电流标准。要想实现电流的量子化，如何准确的控制发射的电子个数是从源头保证量子电流装置输出准确度的最关键的技术难点。
3.目前，通过对电子进行准确控制的技术方案一般有两条，一条是基于单电子隧道效应，一般采用射频的方式，可控制穿过隧道结的电子通断，以达到控制电子数目的目的，单电子隧道效应通过一种很直接的方式实现电流的电流化，但是在实际的电流计量中却存在较大的工程方面的问题，例如纳米量级的加工精度，超低温的应用环境，超高频技术需求，且带载能力较弱，由于这些技术上的限制，限制了sep器件在电流强度和精度的水平。
4.目前，在对电子束团进行调控的方法，一般有电场调节、磁场调节、阻挡靶、射频场剔除、准直管等方式，这些方式虽在一定程度上可对束流进行调节，但是这种调控方式可调参数变化少，一般采用的x和y狭缝的方式，其剥离尺寸固定，只能通过控制狭缝前束流的状态来进行调控。

技术实现要素：

5.鉴于此，本实用新型提出了一种调束装置及具有该调束装置的量子电流产生系统，旨在解决现有调控方式对电子束团的可调参数变化少的问题。
6.一方面，本实用新型提出了一种调束装置，该装置包括：剥离管、挡束板、狭缝片和驱动机构；其中，所述挡束板设置在所述剥离管内，并且，所述挡束板上设有透束孔，用于对位于所述透束孔外的电子束团进行阻挡，并使得位于所述透束孔处的电子束团透过；沿电子束团的传输方向上，所述狭缝片设置在所述挡束板的后侧，所述狭缝片上设有至少两个孔径不同的狭缝孔，并且，所述狭缝片沿所述剥离管的径向以位置可调的方式与所述剥离管相连接，用于调节所述狭缝孔的位置，以通过孔径不同的狭缝孔对所述透束孔透过处的电子束团进行不同形式的调束；所述驱动机构与所述狭缝片相连接，用于驱动所述狭缝片进行位置调节。
7.进一步地，上述调束装置，所述驱动机构包括：狭缝支撑杆、驱动电机和传动组件；其中，所述狭缝支撑杆沿所述剥离管的径向可滑动地穿设于所述剥离管，所述狭缝支撑杆的连接端位于所述剥离管内且与所述狭缝片相连接，所述狭缝支撑杆的驱动端设置在所述剥离管外；所述传动组件的传动输入端与所述驱动电机的动力输出端相连接，所述传动组件的传动输出端与所述狭缝支撑杆的驱动端相连接，用于将所述驱动电机的转动转化为所述狭缝支撑杆的往复直线运动，以使所述狭缝支撑杆沿所述剥离管的径向进行滑动，进而
带动所述狭缝片进行位置调节，实现所述狭缝孔的调换。
8.进一步地，上述调束装置，所述传动组件为滚珠丝杆组件，其包括：滑台底座、丝杆和支撑架；其中，所述丝杆可转动地设置在所述滑台底座上，并且，所述支撑架可滑动地设置在所述滑台底座，所述支撑架用于安装狭缝支撑杆；所述丝杆穿设于所述支撑架，并且，所述丝杆与所述支撑架之间螺纹连接，用于将所述丝杆的转动转化为所述支撑架的往复直线移动，进而带动所述狭缝支撑杆进行往复直线运动。
9.进一步地，上述调束装置，所述滑台底座上设有用于对所述支撑架的往复直线运动进行导向的导轨。
10.进一步地，上述调束装置，所述剥离管为真空管，并且，所述剥离管上设有安装通孔，所述狭缝支撑杆可滑动地穿设于所述安装通孔；所述传动组件的传动输出端和所述剥离管之间还设有伸缩管，其两端分别设置在所述传动组件的传动输出端和所述安装通孔上，所述伸缩管在所述剥离管的外部形成调节空腔，其与所述剥离管内部的真空剥离腔体相连通，用于保证所述真空剥离腔体的真空度。
11.进一步地，上述调束装置，该装置还包括：位置传感器、控制卡和pc机；其中，所述位置传感器用于检测所述狭缝片的当前位置；所述pc机用于获取所述狭缝片的目标位置；所述控制卡分别与所述位置传感器、所述pc机相连接，用于接收所述狭缝片的当前位置以及所述狭缝片的目标位置，并根据所述狭缝片的当前位置以及所述狭缝片的目标位置，控制驱动机构以控制所述狭缝片的位置调节。
12.进一步地，上述调束装置，各所述狭缝片和所述挡束板为多个且一一对应，并且，沿电子束团的传输方向上，所述狭缝片设置在其对应的挡束板的后侧。
13.进一步地，上述调束装置，各所述狭缝孔的两端边缘均设有倒角，形成设有刀片结构。
14.进一步地，上述调束装置，所述狭缝片包括长方形结构以及设置在所述长方形结构端部的半圆形结构。
15.进一步地，上述调束装置，所述狭缝片包括：呈长方形结构的狭缝片本体；设置在所述狭缝片本体端部的避让结构，其呈半圆形结构，用于对所述剥离管的内壁进行避让。
16.另一方面，本实用新型还提出了一种量子电流产生系统，该系统设置有上述调束装置。
17.进一步地，上述量子电流产生系统，该系统还包括：束团产生段，用于产生电子束团；加速段，设置在所述束团产生段的后侧，用于对所述束团产生段发射的电子束团进行加速和聚焦，以获得脉冲较强的电子束团；剥离段，设置在加速段的后侧，并且，所述调束装置设置在所述剥离段，用于对脉冲较强的电子束团进行过滤准直，以控制所述电子束团中电子的数量；探测段，设置在所述剥离段的后侧，用于对所述调束装置调控后的电子束团进行探测。
18.进一步地，上述量子电流产生系统，所述束团产生段中设有电子和引出电极，所述电子用于提供电子束团，所述引出电极用于对所述电子提供的电子束团进行初步加速以提供电子束团发射的能量，使得电子束团进入所述加速段中。
19.本实用新型提供的调束装置及量子电流产生系统，通过挡束板对位于所述透束孔外的电子束团进行阻挡，并使得位于所述透束孔处的电子束团透过；通过狭缝片上的狭缝
孔对透束孔处透过的电子束团进行调束，以调节电子束团中电子的数量等参数。同时，由于狭缝片上设有至少两个孔径不同的狭缝孔，可通过驱动机构对狭缝片进行驱动，使得狭缝片沿剥离管的径向进行位置调节，使得不同的狭缝孔调节至透束孔处，以通过不同孔径的狭缝孔对透束孔处透过的电子束团进行不同形式的调束。即不同孔径的狭缝孔位于透束孔处时，透过狭缝孔后的电子束团的束斑不同，电子束团中电子数量不同、流强不同，即通过狭缝片的位置调节，来调节各个狭缝孔的位置，使得对应的狭缝孔调节至透束孔处，尤其是可与透束孔同轴设置，实现调束的调节和控制，实现电子束团流强的多种调控。该调束装置及量子电流产生系统具备高度灵活性，能够对同一种束流状态进行多种调控，为量子电流的宽范围输出提供支持，可应用于粒子加速器束流传输线上的高准确度的多单元组合式束流调控，解决了现有电子束团调控方式单一调节不便调控的问题，同时该调束装置及量子电流产生系统成本低廉，具备较好的实验效果。
20.进一步地，狭缝片可以为多个且沿剥离管并排且间隔设置，可通过多个狭缝片上的多个狭缝孔的配合，多个狭缝片的组合可实现多种调束组合形式进行调束。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例提供的量子电流产生系统的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例提供的调束装置和加速管的结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例提供的调束装置和加速管的后视剖面图；
25.图4为本实用新型实施例提供的调束装置中驱动机构和狭缝支撑杆之间的结构示意图；
26.图5为本实用新型实施例提供的调束装置控制部分的结构框图；
27.图6为本实用新型实施例提供的狭缝片的主视图；
28.图7为本实用新型实施例提供的狭缝片的侧视图；
29.图8为图7中a处的局部放大图；
30.图9为本实用新型实施例提供的狭缝孔处的局部放大图。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
32.参见图1，其为本实用新型实施例提供的量子电流产生系统的结构示意图。如图所示，该量子电流产生系统包括：束团产生段1、加速段2、剥离段3和探测段4；其中，
33.束团产生段1用于产生电子束团。具体实施时，束团产生段1中设有电子11和引
出电极12，所述电子11作为电子源，用于提供电子束团；所述引出电极12用于对所述电子11提供的电子束团进行初步加速以提供电子束团发射的能量，使得电子束团进入所述加速段2中。
34.沿电子束团的传输方向上，加速段2设置在所述束团产生段1的后侧（如图1所示的右侧），用于对所述束团产生段1发射的电子束团进行加速和聚焦，以获得脉冲较强的电子束团。具体地，加速段2中可设有直线加速器21，以对加速段2中的电子束团进行加速和聚焦，使得电子束团在加速段2中被加速以及聚焦从而获得脉冲相对较强的电子束团。然而，本实用新型并不仅限于此，其他实施例中，直线加速器21还可以为其他适当的加速器，本实施例中对其不做任何限定。在本实施例中，为避免电子束团在不受空气中的分子散射的影响的条件下进行加速聚焦，优选地，如图2所示，加速段2处可设有加速管22，该加速管22可以为真空管，以确保内部为真空加速腔体，进而确保电子束团在不受空气中的分子散射的影响的条件下进行加速聚焦；该直线加速器21可设置在加速管22的内部，以在真空条件下对电子束团进行加速。其中，前后方向指的是电子束团流动的方向，在本实施例中，如图1所示，电子束团沿水平方向自左至右流动。
35.剥离段3设置在加速段2的后侧（如图1所示的右侧），并且，所述调束装置5设置在所述剥离段3，用于对脉冲较强的电子束团进行过滤准直即剥离，以控制所述电子束团中电子的数量，实现电子束团的调控。具体地，调束装置5可设置在加速管22的右侧，两者之间可通过法兰等连接件相连接。
36.探测段4设置在所述剥离段3的后侧（如图1所示的后侧），用于对所述调束装置5调控后的电子束团进行探测，以获取电子束团的相关参数，例如组合形成的电子束流流强、电子束流的能量、流强能散电子的个数等参数。具体地，探测段4设置有探测器41，以通过探测器41进行探测。
37.参见图2至图5，其示出了本实用新型实施例提供的调束装置的优选结构。如图所示，该调束装置5包括：剥离管51、挡束板52、狭缝片53、驱动机构54、位置传感器55、控制卡56和pc机57；其中，
38.所述挡束板52设置在所述剥离管51内，并且，所述挡束板52上设有透束孔521，用于对位于所述透束孔外的电子束团进行阻挡，并使得位于所述透束孔521处的电子束团透过。具体实施时，剥离管51可以为真空管，内部围设形成真空剥离腔体，以便在真空剥离腔体内对电子束团进行剥离，避免外部空气影响电子束团的剥离；其中，剥离管51的两端均可设置有端部连接法兰513，用于连接加速管22端部的法兰或其他法兰件，进而确保剥离管51和加速管22的真空度。挡束板52可以为圆形结构，其同轴设置在所述剥离管51内，并且，挡束板52的中心位置可设有透束孔521；在本实施例中，如图2所示，挡束板52为四个，并且，多个挡束板52沿剥离管51的轴向并排且间隔设置在剥离管51的内壁上，以依次对电子束团进行过滤；然而本实用新型并不仅限于此，其他实施例中，挡束板52的数量可以为适当的数量例如一个、两个三个等，本实施例中对其不做任何限定。其中，如图2所示，剥离管51上设有沿剥离管51径向设置的安装通孔511，并且，安装通孔511处设有密封连接法兰512，用于配合法兰连接其他零部件，还对安装通孔511处的缝隙进行密封。
39.所述狭缝片53设置在所述挡束板的后侧（如图2所示的右侧或图3所示的左侧），所述狭缝片53上设有至少两个孔径不同的狭缝孔531，并且，所述狭缝片53沿所述剥离管51的
径向（如图3所示的竖直方向）以位置可调的方式与所述剥离管51相连接，用于调节所述狭缝孔531的位置，以通过孔径不同的狭缝孔531对所述透束孔521透过处的电子束团进行不同形式的调束。
40.具体实施时，狭缝片53可以为四个，其与挡束板52可以一一对应，并且，各狭缝片53均设置在其对应的挡束板52的后侧，以便在对应的挡束板52进行过滤后，通过狭缝片53对电子束团进行调束，以调节电子束团中电子的数量；图2中，自左至右第一个挡束板52和第四个挡束板52的后侧均设有狭缝片53，具体安装时，中间两个挡束板52的后侧亦可各设有一个狭缝片53，然而本实用新型对狭缝片53的数量和具体位置不做限定，在其他实施例中，狭缝片53亦可为其他数量，只需确保狭缝片53与挡束板52一一对应，且各狭缝片53均设设置在对应挡束板52的后侧，与设置一个挡束板52相比，多个狭缝片53上的多个狭缝孔531之间相互影响导致影响狭缝片53调束的效果，因此，狭缝片53与挡束板52一一对应，且各狭缝片53均设设置在对应挡束板52的后侧，可以保证调束的效果。其中，狭缝片53之间的间距可以根据实际情况确定，本实施例中对其不做任何限定。
41.在本实施例中，如图4、图6至图7所示，各狭缝片53上沿其长度方向可设有至少两个孔径不同的狭缝孔531，在本实施例中，各狭缝片53设有五个狭缝孔531，并且，五个狭缝孔531之间的孔径互不相同，可通过狭缝片53位置的调节，使得不同的狭缝孔531调节至透束孔521处，以对透束孔521出透过的电子束团进行调束即刮束，不同孔径的狭缝孔531可实现不同形式的调束，即不同孔径的狭缝孔531位于透束孔521处时，透过狭缝孔531后的电子束团的束斑不同，电子束团中电子数量不同、流强不同，即通过狭缝片53的位置调节，来调节各个狭缝孔531的位置，使得对应的狭缝孔531调节至透束孔521处，尤其是可与透束孔521同轴设置，实现调束的调节和控制。其中，四个狭缝片53且每个狭缝片53上设有五个孔径互不相同的狭缝孔531，通过四个狭缝片53的位置调节可获得5
×5×5×
5共计625种狭缝调束组合。
42.驱动机构54与所述狭缝片53相连接，用于驱动所述狭缝片53进行位置调节。具体实施时，通过驱动机构54驱动狭缝片53进行位置调节，以使不同孔径的狭缝孔531调节至与透束孔521同轴设置的位置处，实现调束的调节控制。在本实施例中，各个狭缝片53均独立连接有一个驱动机构54，以实现狭缝片53的独立驱动和独立运动，即四个狭缝片53之间可实现独立的位置调节。另外，本实施例中，如图5所示，驱动机构54可连接有开关电源，以对驱动机构54进行供电，并可控制驱动机构54的启动和停止运动。
43.位置传感器55用于检测所述狭缝片53的当前位置。具体地，位置传感器55可以为光栅尺位置传感器，以便通过光栅尺对狭缝片53进行位置检测，获取狭缝片53的当前位置，进而可获取狭缝片53上各个狭缝孔531的位置，尤其是目标狭缝孔531的当前位置。
44.所述pc机57用于获取所述狭缝片53的目标位置。具体地，pc机57负责人机交流，以获取狭缝片53的目标位置，即狭缝片53上的哪个狭缝孔531为目标狭缝孔531，则需要狭缝片53进行位置调节，直至目标狭缝孔531调节至与透束孔521同轴设置的位置处。
45.所述控制卡56分别与所述位置传感器55、所述pc机57相连接，用于接收所述狭缝片53的当前位置以及所述狭缝片53的目标位置，并根据所述狭缝片53的当前位置以及所述狭缝片53的目标位置，控制驱动机构54以控制所述狭缝片53的位置调节。具体地，该调束装置采用“pc+运动控制卡”的控制体系结构，即基于pc的运动控制器进行控制，根据位置传感
器55的位置反馈以及狭缝片53的目标位置，发送位置指令给驱动机构54，使得驱动机构54对狭缝片53进行驱动，实现狭缝片53位置调节的控制。其中，pc机57与控制卡56之间可通过pci总线连接。
46.继续参见图4和图6，所述狭缝片53可以包括：狭缝片本体532以及设置在所述狭缝片本体532端部的避让结构533；其中，避让结构533呈半圆形结构，用于对所述剥离管的内壁进行避让，以避免该狭缝片53与剥离管51内壁之间的干涉。具体实施时，所述狭缝片本体532背向避让结构533的端部（如图4所示的左端）与驱动机构54相连接，并且，在靠近驱动机构54设置的狭缝孔531调节至与透束孔521同轴设置的位置时，避让结构533的设置可以避免该狭缝片53与剥离管51内壁之间的干涉。如图8和图9所示，为提高狭缝孔531进行刮束后电子束团的品质，优选地，各狭缝孔531的边缘均设有倒角，刀片结构5311；其中，狭缝片53具备一定的厚度，因此在狭缝孔531的两端边缘（如图8所示的左右两端）进行倒角处理，形成刀片结构5311，一方面可以减少电荷累积造成狭缝孔531的边缘尖端放电引起的绝缘问题，另一方面可减小因为厚度造成的刮束过程的不可控，增加对电子调控的控制精度。
47.在本实施例中，自狭缝片本体532远离避让结构533的端部至避让结构533的端部，即如图6所示的自下至上，各狭缝孔53的孔径逐步减小。其中，在本实施例中，从加速段出来的电子束团束斑大小小于4mm，但是在将近400mm的传输过程中会由于空间电荷效应不断增大，最大可增至14mm，该狭缝片53的长度（如图6所示的竖直方向长度）可以为61.5mm，自下至上各个狭缝孔53的孔直径分别为12mm、10mm、6mm、2mm、1mm；同时自下至上相邻两个孔中心距分别为14mm、12mm、10mm、9.5mm，可确保仅其中一个狭缝孔531位于透束孔521处；当然，孔径和孔中心距亦可为其他值，本实施例中对其不做任何限定；孔径可以根据加速器21输出的束流参数，以及传输线上的状态分布，确定束斑的最大值和最小值，在狭缝片53上加工不同的孔径，孔径也可以根据实验需求进行选择。其中，透束孔521的孔径可以根据狭缝孔53的孔径以及孔中心距确定，只需确保每个狭缝孔53与透束孔521同轴设置时，仅有该透束孔521位于透束孔521处，其他狭缝孔53均设置在挡束板52的实体板后侧，进而避免多个狭缝孔53作用相互影响。其中，该狭缝片53可以为不锈钢或无氧铜板，当然亦可为其他材质的板，本实施例中对其不做任何限定。
48.继续参见图4，驱动机构54包括：狭缝支撑杆541、驱动电机542和传动组件543；其中，所述狭缝支撑杆541沿所述剥离管51的径向可滑动地穿设于所述剥离管51，所述狭缝支撑杆541的连接端（如图4所示的右端）位于所述剥离管51内且与所述狭缝片53相连接，所述狭缝支撑杆541的驱动端（如图4所示的左端）设置在所述剥离管51外；所述传动组件543的传动输入端与所述驱动电机542的动力输出端相连接，所述传动组件543的传动输出端与所述狭缝支撑杆541的驱动端相连接，用于将所述驱动电机543的转动转化为所述狭缝支撑杆541的往复直线运动，以使所述狭缝支撑杆541沿所述剥离管51的径向进行滑动，进而带动所述狭缝片53进行位置调节，实现所述狭缝孔531的调换。
49.具体实施时，驱动电机542和传动组件543可设置在剥离管51的外部且位于狭缝支撑杆541的一侧（如图4所示的下侧），并且，两者均可安装在支撑台上，以通过支撑台进行支撑。狭缝支撑杆541沿剥离管51的径向滑动地穿设于所述安装通孔511，以在传动组件543的作用下带动狭缝片53进行往复直线运动，实现位置调节。另外，本实施例中可以通过控制卡56控制驱动电机542的运行状态进而调节狭缝支撑杆541的直线运动状态。在本实施例中，
如图5所示，驱动电机542可以包括步进电机和步进驱动器；其中，步进驱动器根据控制卡的位置指令对信号进行处理，并将处理后的脉冲信号发送给步进电机，步进电机通过接受电脉冲信号从而转换成相应的角位移来驱动执行元件，可实现精确定位、同步等自动化控制。正常工作情况下，步进电机的转速取决于电脉冲信号的频率，角位移量通过输入脉冲的数量来控制；步进电机的转向则通过输入脉冲的相序来改变；再加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，故考虑选择步进电机和驱动器作为驱动系统。
50.继续参见图4，为确保剥离管51内部的真空度，优选地，传动组件543的传动输出端和所述剥离管51之间还设有伸缩管544，其两端分别设置在所述传动组件543的传动输出端和所述安装通孔511上，所述伸缩管544在所述剥离管51的外部形成调节空腔，其与所述剥离管51内部的真空剥离腔体相连通，用于保证所述真空剥离腔体的真空度。具体实施时，伸缩管544为焊接波纹管，其两端均设有端部法兰连接件5441，伸缩管544的右端通过端部法兰连接件5441与安装通孔511处的密封连接法兰512相连接，确保安装通孔511的密封性；伸缩管544的左端通过端部法兰连接件5441与传动组件543的传动输出端相连接，以确保调节空腔的密封性。在本实施例中，狭缝支撑杆541、狭缝片53和传动组件543的传动输出端三者形成整体结构，实现同步运动；在三者同步运动过程中，伸缩管544随着传动组件543的传动输出端与安装通孔511之间间距的变化进行伸缩调节，不仅可确保不干涉狭缝支撑杆541的运动，同时确保了真空剥离腔体的真空度，避免真空剥离腔体内的电子受外部空气的影响。
51.继续参见图4，传动组件543为滚珠丝杆组件，其包括：滑台底座5431、丝杆5432和支撑架5433；其中，所述丝杆5432可转动地设置在所述滑台底座5431上，并且，所述支撑架5433可滑动地设置在所述滑台底座5431，所述支撑架5433用于安装狭缝支撑杆541；所述丝杆5432穿设于所述支撑架5433，并且，所述丝杆5432与所述支撑架5433之间螺纹连接，用于将所述丝杆5432的转动转化为所述支撑架5433的往复直线移动，进而带动所述狭缝支撑杆541进行往复直线运动。
52.具体实施时，滑台底座5431起到支撑作用；丝杆5432的右端与驱动电机542的输出轴相连接，以在驱动电机542的作用下进行正反向转动；其中，丝杆5432的右端与驱动电机542的输出轴之间可设有联轴器5434，实现两者之间的连接；丝杆5432和滑台底座5431之间可设有丝杆轴承座5435，以便两者之间可相对转动。丝杆5432与支撑架5433之间螺纹连接，以便在丝杆5432正反向转动时带动支撑架5433相对于滑台底座5431进行双向的滑动，实现往复直线运动。为提高支撑架5433直线运动的稳固性，优选地，滑台底座5431上设有用于对所述支撑架5433的往复直线运动进行导向的导轨5436，支撑架5433与所述导轨5436可滑动地相连接，沿导轨5436进行往复直线运动。在本实施例中，支撑架5433上可设有法兰连接件5437，狭缝支撑杆541安装在法兰连接件5437上，三者在丝杆5432的作用下进行同步往复直线运动；同时，法兰连接件5437还与伸缩管544左端的端部法兰连接件5441相连接，以实现调节腔体的密封。
53.在本实施例中，为达到很高的重复性，同时需要对狭缝片53进行精确调节，初步设计要求狭缝片53每一步的调节步长可以为5
µ
m；狭缝片53是在步进电机的带动下实现狭缝片53的往复运动。其中，要求狭缝片53的复位精度达到0.02mm；狭缝片53的调节步长为5
µ
m。要达到这些精度要求，选择合适的步进电机以及驱动器对本实用新型的功能实现起着关键作用。结合滚珠丝杆组件的相关参数及性能指标，拟选用步距角为 1.8
°
的二相混合式步进
电机；选电机型号为57byg250c，经查得该电机的转子惯量j
m =0.5
×
10-4 kg*m2，相电流为 3a，相电阻为1.8ω，基本步距角为1.8
°
，机身长 76mm。同时为了防止机构在突然掉电时，发生自动溜车现象，而造成狭缝片53定位不准确，甚至会发生意外安全事故，因此需要对步进电机进行制动以限制电机继续转动，故步进电机上连接有制动其，用于对步进电机进行机械制动。
54.综上，本实施例提供的调束装置及量子电流产生系统，通过挡束板52对位于所述透束孔外的电子束团进行阻挡，并使得位于所述透束孔521处的电子束团透过；通过狭缝片53上的狭缝孔531对透束孔521处透过的电子束团进行调束，以调节电子束团中电子的数量等参数，同时，由于狭缝片53上设有至少两个孔径不同的狭缝孔531，可通过驱动机构54对狭缝片53进行驱动，使得狭缝片53沿剥离管51的径向进行位置调节，使得不同的狭缝孔531调节至透束孔521处，以通过不同孔径的狭缝孔531对透束孔521处透过的电子束团进行不同形式的调束，即不同孔径的狭缝孔531位于透束孔521处时，透过狭缝孔531后的电子束团的束斑不同，电子束团中电子数量不同、流强不同，即通过狭缝片53的位置调节，来调节各个狭缝孔531的位置，使得对应的狭缝孔531调节至透束孔521处，尤其是可与透束孔521同轴设置，实现调束的调节和控制，实现电子束团流强的多种调控。该调束装置及量子电流产生系统具备高度灵活性，能够对同一种束流状态进行多种调控，为量子电流的宽范围输出提供支持，可应用于粒子加速器束流传输线上的高准确度的多单元组合式束流调控，解决了现有电子束团调控方式单一调节不便调控的问题，同时该调束装置及量子电流产生系统成本低廉，具备较好的实验效果。
55.进一步地，狭缝片53可以为多个且沿剥离管51并排且间隔设置，可通过多个狭缝片53上的多个狭缝孔531的配合，多个狭缝片53的组合形成调束装置可实现更多种的调束组合。
56.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
57.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
58.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种调束装置，其特征在于，包括：剥离管、挡束板、狭缝片和驱动机构；其中，所述挡束板设置在所述剥离管内，并且，所述挡束板上设有透束孔，用于对位于所述透束孔外的电子束团进行阻挡，并使得位于所述透束孔处的电子束团透过；沿电子束团的传输方向上，所述狭缝片设置在所述挡束板的后侧，所述狭缝片上设有至少两个孔径不同的狭缝孔，并且，所述狭缝片沿所述剥离管的径向以位置可调的方式与所述剥离管相连接，用于调节所述狭缝孔的位置，以通过孔径不同的狭缝孔对所述透束孔透过处的电子束团进行不同形式的调束；所述驱动机构与所述狭缝片相连接，用于驱动所述狭缝片进行位置调节。2.根据权利要求1所述的调束装置，其特征在于，所述驱动机构包括：狭缝支撑杆、驱动电机和传动组件；其中，所述狭缝支撑杆沿所述剥离管的径向可滑动地穿设于所述剥离管，所述狭缝支撑杆的连接端位于所述剥离管内且与所述狭缝片相连接，所述狭缝支撑杆的驱动端设置在所述剥离管外；所述传动组件的传动输入端与所述驱动电机的动力输出端相连接，所述传动组件的传动输出端与所述狭缝支撑杆的驱动端相连接，用于将所述驱动电机的转动转化为所述狭缝支撑杆的往复直线运动，以使所述狭缝支撑杆沿所述剥离管的径向进行滑动，进而带动所述狭缝片进行位置调节，实现所述狭缝孔的调换。3.根据权利要求2所述的调束装置，其特征在于，所述传动组件为滚珠丝杆组件，其包括：滑台底座、丝杆和支撑架；其中，所述丝杆可转动地设置在所述滑台底座上，并且，所述支撑架可滑动地设置在所述滑台底座，所述支撑架用于安装狭缝支撑杆；所述丝杆穿设于所述支撑架，并且，所述丝杆与所述支撑架之间螺纹连接，用于将所述丝杆的转动转化为所述支撑架的往复直线移动，进而带动所述狭缝支撑杆进行往复直线运动。4.根据权利要求3所述的调束装置，其特征在于，所述滑台底座上设有用于对所述支撑架的往复直线运动进行导向的导轨。5.根据权利要求2所述的调束装置，其特征在于，所述剥离管为真空管，并且，所述剥离管上设有安装通孔，所述狭缝支撑杆可滑动地穿设于所述安装通孔；所述传动组件的传动输出端和所述剥离管之间还设有伸缩管，其两端分别设置在所述传动组件的传动输出端和所述安装通孔上，所述伸缩管在所述剥离管的外部形成调节空腔，其与所述剥离管内部的真空剥离腔体相连通，用于保证所述真空剥离腔体的真空度。6.根据权利要求1至5任一项所述的调束装置，其特征在于，还包括：位置传感器、控制卡和pc机；其中，所述位置传感器用于检测所述狭缝片的当前位置；所述pc机用于获取所述狭缝片的目标位置；所述控制卡分别与所述位置传感器、所述pc机相连接，用于接收所述狭缝片的当前位置以及所述狭缝片的目标位置，并根据所述狭缝片的当前位置以及所述狭缝片的目标位置，控制驱动机构以控制所述狭缝片的位置调节。
7.根据权利要求1至5任一项所述的调束装置，其特征在于，各所述狭缝片和所述挡束板为多个且一一对应，并且，沿电子束团的传输方向上，所述狭缝片设置在其对应的挡束板的后侧。8.根据权利要求1至5任一项所述的调束装置，其特征在于，各所述狭缝孔的两端边缘均设有倒角，形成刀片结构。9.根据权利要求1至5任一项所述的调束装置，其特征在于，所述狭缝片包括：呈长方形结构的狭缝片本体；设置在所述狭缝片本体端部的避让结构，其呈半圆形结构，用于对所述剥离管的内壁进行避让。10.一种量子电流产生系统，其特征在于，设置有如权利要求1至9任一项所述的调束装置。11.根据权利要求10所述的量子电流产生系统，其特征在于，还包括：束团产生段，用于产生电子束团；加速段，设置在所述束团产生段的后侧，用于对所述束团产生段发射的电子束团进行加速和聚焦，以获得脉冲较强的电子束团；剥离段，设置在加速段的后侧，并且，所述调束装置设置在所述剥离段，用于对脉冲较强的电子束团进行过滤准直，以控制所述电子束团中电子的数量；探测段，设置在所述剥离段的后侧，用于对所述调束装置调控后的电子束团进行探测。12.根据权利要求11所述的量子电流产生系统，其特征在于，所述束团产生段中设有电子和引出电极，所述电子用于提供电子束团，所述引出电极用于对所述电子提供的电子束团进行初步加速以提供电子束团发射的能量，使得电子束团进入所述加速段中。

技术总结

本实用新型提供了一种调束装置及具有该调束装置的量子电流产生系统。该装置包括：剥离管、挡束板、狭缝片和驱动机构；其中，挡束板设置在剥离管内，并且，挡束板上设有透束孔；狭缝片设置在挡束板的后侧，狭缝片上设有至少两个孔径不同的狭缝孔，并且，狭缝片沿剥离管的径向以位置可调的方式与剥离管相连接；驱动机构与狭缝片相连接，用于驱动狭缝片进行调节。本实用新型通过挡束板对位于透束孔外的电子束团进行阻挡，使得位于透束孔处的电子束团透过；通过驱动机构对狭缝片进行驱动，使得狭缝片沿剥离管的径向进行位置调节，使得不同的狭缝孔调节至透束孔处，通过不同孔径的狭缝孔对电子束团进行不同形式的调束，实现电子束团流强的多种调控。强的多种调控。强的多种调控。