空間低能離子譜儀的研制及定標.pdf

1、空間低能離子譜儀作為大多數(shù)近地空間以及深空探測衛(wèi)星中的必備有效載荷之一，常用于探測空間環(huán)境中能量在0.3～80 keV/e范圍內(nèi)的質子、α粒子以及重離子等。通過空間低能離子譜儀來原位探測空間環(huán)境中離子的狀態(tài)和變化，獲得各種離子的狀態(tài)參數(shù)，對于了解太陽活動的形成機制和太陽風對地球磁層的影響，以及研究日地事件因果鏈、災害性空間天氣事件的發(fā)生和發(fā)展等都具有重要意義。
　　本論文的主要工作是研制了一臺用于空間等離子體探測的頂帽型低能離子譜

2、儀，搭建了用于空間低能離子譜儀的離子定標和紫外測試的地面定標設備，并利用新搭建的定標系統(tǒng)對空間低能離子譜儀進行了初步性能測試和紫外光響應測試。此外，作者在博士期間還參與了實驗室的電子動量譜學實驗，并開展了若干分子的電子動量譜學研究。具體章節(jié)如下:
　　第一章介紹了空間等離子體的研究背景、常用的空間等離子體探測技術、空間等離子體探測儀器的定標設備以及近期國內(nèi)外空間等離子體探測的進展。
　　第二章介紹了空間低能離子譜儀的研制工作

3、，包括:頂帽型靜電分析器的工作原理及其離子光學的優(yōu)化設計，譜儀性能參數(shù)的數(shù)值仿真，微通道板和獨立陽極組成的探測器系統(tǒng)的設計，機械設計與機械加工。
　　第三章介紹了新搭建的用于空間低能離子譜儀物理定標的地面定標設備以及在此基礎上搭建的用于紫外光響應測試的地面測試系統(tǒng)。其中離子定標系統(tǒng)包括:真空室、離子源、離子束流衰減擴束透鏡、偏轉板、束流監(jiān)測器、電子學和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、簡易的三軸轉臺、以及新設計的全自動高精度四軸定位平臺系統(tǒng)

4、;而模擬太陽紫外光的地面測試系統(tǒng)主要包括射頻氘燈和紫外光子成像系統(tǒng)。
　　第四章介紹了利用新搭建的離子定標系統(tǒng)和紫外光測試系統(tǒng)對新研制的空間低能離子譜儀開展的物理定標和紫外光響應測試工作。通過初步的離子定標確定了譜儀的探測器工作電壓、譜儀的能量分辨率、離子能量關于分析器偏轉電壓的線性關系、分析器常數(shù)等性能參數(shù)，并對譜儀的紫外光響應進行了測試，估算了太陽紫外光對譜儀探測不同種類的空間離子的影響。
　　第五章介紹了電子動量譜學的

5、基本原理、實驗方法和量子化學計算的理論方法，包括:(e，2e)譜儀的電子槍、加速透鏡、慢球減速透鏡的重新設計，通過標準氣體Ar對譜儀性能參數(shù)的刻度，非相對論和相對論量子化學的計算方法，用于獲取二分量相對論波函數(shù)的C++程序。
　　第六章介紹了若干分子的電子動量譜學研究，包括對環(huán)丙胺、2-氟乙醇分子的外價分子軌道的電子動量譜學測量，對乙醇、乙胺和乙硫醇系列分子的分子軌道理論和自然鍵軌道理論的計算以及對1-碘丙烷分子的自旋—軌道耦合效