G - Physics – 01 – T
Patent
G - Physics
01
T
G01T 1/29 (2006.01) G01N 27/00 (2006.01) G21F 1/00 (2006.01) H01J 49/02 (2006.01) H01J 49/26 (2006.01)
Patent
CA 2329180
A charged particle beam detection system (10) that includes a Faraday cup detector array (FCDA) for position-sensitive charged particle beam detection is described. The FCDA is combined with an electronic multiplexing unit (MUX) (2) that allows collecting and intgrating the charge deposited in the array, and simultaneously reading out the same. The duty cycle for collecting the ions is greater than 98 %. This multiplexing (2) is achieved by collecting the charge with a large number of small and electronically decoupled Faraday cups. Because Faraday cups collect the charge independent of their charge state, each cup is both a collector and an integrator. The ability of the Faraday cup to integrate the charge, in combination with the electronic multiplexing unit (2), which reads out and empties the cups quickly compared to the charge integration time, provides the almost perfect duty cycle for this position- sensitive charged particle detector (10). The device (10) measures further absolute ion currents, has a wide dynamic range from 1.7 pA to 1.2 µA with a crosstalk of less than 750:1. The integration of the electronic multiplexing unit (2) with the FCDA further allows reducing the number of feedthroughs that are needed to operate the detector (10).
L'invention concerne un système (10) de détection à faisceau de particules chargées comprenant un réseau de détecteurs à collecteurs de Faraday servant à une détection par faisceau de particules chargées sensible à la position. Ce réseau de détecteurs à collecteur de Faraday est combiné à une unité (2) de multiplexage électronique qui permet la collecte et l'intégration de la charge déposée dans le réseau, et simultanément, la lecture de cette charge. Le cycle de travail correspondant à la collecte des ions est supérieur à 98 %. Ce multiplexage (2) est réalisé par collecte de la charge à l'aide de nombreux petits collecteurs de Faraday électroniquement découplés. Etant donné que les collecteurs de Faraday collectent la charge indépendamment de leur état de charge, chaque collecteur est à la fois un collecteur et un intégrateur. La capacité du collecteur de Faraday à intégrer la charge, en association avec l'unité (2) de multiplexage électronique, qui lit et vide les collecteurs rapidement par rapport au temps d'intégration de la charge, permet d'obtenir un cycle de travail pratiquement parfait pour ce détecteur (10) à particules chargées sensible à la position. Le dispositif (10), qui mesure, en outre, des courants ioniques absolus, possède une plage dynamique large de 1,7 pA à 1.2 µA avec un écho magnétique inférieur à 750:1. L'intégration de l'unité (2) de multiplexage électronique et du réseau de détecteurs à collecteurs de Faraday permet également de réduire le nombre de traversées nécessaire au fonctionnement du détecteur (10).
Darling Robert B.
Jones Patrick L.
Scheidemann Adi A.
Schumacher Frank J. IV
Smart & Biggar
University Of Washington
LandOfFree
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