عنوان پایان‌نامه
ساخت یک مشخصه یاب عرضی باریکه برای مطالعه تجربی دینامیک مینیسکیرس
- رشته تحصیلی
- فیزیک-هسته‌ای
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53912;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4825
- تاریخ دفاع
- ۱۴ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- امیر حسین شهبازی
- استاد راهنما
- مسعود مهجورشفیعی
- چکیده
- معمولا برای استخراج و ارتقای کیفیت باریکه¬ی خروجی از یک چشمه¬ی یونی از لنزهای الکترواستاتیکی استفاده می¬شود. مطالعه¬ی کیفیت باریکه مستلزم داشتن اطلاعات دقیق از پروفایل عرضی باریکه است. یکی از روش¬های معمول برای اندازه¬گیری پروفایل عرضی باریکه، استفاده از توری پروفایل می¬باشد. هرچند که این سیستم از لحاظ ساختار مکانیکی ساده است، اما از لحاظ داده¬گیری الکتریکی نسبتا پیچیده می¬باشد و نیازمند دانش کافی از کنترلرها است. در این پایان¬نامه گزارشی از ساخت و آزمایش موفقیت آمیز یک سیستم توری پروفایل، برای مطالعه دینامیک مینیسکیوس و بهبود کیفیت باریکه¬ی خروجی چشمه¬ی یونی پنینگ که قبلا در آزمایشگاه چشمه¬ی یونی دانشکده فیزیک ساخته شده بود، ارائه می-گردد. طراحی و ساخت سیستم نهایی در دو مرحله انجام شد. در مرحله¬ی اول از یک توری با شفافیت بسیار پایین و دقت کم صرفا برای امکان¬سنجی¬های اولیه برای ساخت سیستم نهایی و بهینه سازی شرایط منبع یونی بهره برداری شد. در مرحله¬ی دوم یک توری پورفایل دقیق¬تر با امکان بررسی باریکه در یک راستا که قابلیت توسعه به دو راستا را داشته باشد، طراحی و ساخته شد. به این ترتیب جزییات بیشتری از رفتار منبع پنینگ و اثر ولتاژ استخراج روی مینیسکیوس اندازه¬گیری شد. بخش الکترونیکی دستگاه شامل میکروکنترلری از خانواده¬ی AVR با نام ATmega32 است که وظیفه¬ی دریافت سیگنال¬های آنالوگ، تبدیل آن به دیجیتال و همچنین ارسال آن به پورت ســـریال را دارد. برنامه¬نویسی کنترلر به زبان C و در محیط نرم¬افزار CodeVision AVR انجام شده است. دستگاه ساخته شده، قابلیت اتصال به رایانه و بررسی و نمایش همزمان اطلاعات و وضعیت باریکه یونی و ثبت آن را دارد. خروجی دستگاه بر روی رایانه به شکل نمودار و جداول Excel، به صورت خودکار ذخیره می-گردد. برای پیاده¬سازی نرم¬افزار رایانه¬ای از زبان C# در محیط Visual Studio 2010 استفاده شده است. سخت¬افزار و نرم¬افزار ارائه شده به شکل یک اینترفیس کامل، قابلیت توسعه و بهبود را دارا است.
- Abstract
- Electrostatic lenses are usually used for extracting and improving the quality of outcoming beams from an ion source. Having accurate knowledge of the transverse beam profile is required to study the beam quality. The profile grid method is a common method for the transverse beam profile measurment. Although this system is mechanically simple, it is quite complicated in terms of data acquisition system. In the present thesis a report is given on the design and construction of a profile grid system. The system is utilized to study the dynamics of the meniscus and improving the quality of the beam extracted from a penning ion source which was built in the ion source lab of the physics faculty. Design and construction of the final system was done in two steps. In the first step, a grid with low transparency and low accuracy was used, just to perform a feasibility test. In the second step, a more accurate profile grid capable of beam profiling in one direction which could be upgraded to two directions, was designed and built. Finally, more details of the behaviour of the penning source and effects of the extraction voltage on meniscus were observed. The electronic part of the device includes an AVR microcontroller with name of ATmega32 which is responsible for receiving analog signals, converting them to the digital signals, and also sendig them to the serial port. Programming of the controller was done in C language by CodeVision AVR. The device is capable of connecting to a computer and displaying real time data of the ion beams transverse profile and saving them. Device output is saved automatically on a computer in the Excel format. In order to develop the necessary computer software, the C# language was used in Visual Studio 2010. The software and the hardware could be improved as a complete interface. Keywords: beam profile, profile grid, extraction voltage, real time data, AVR controller, meniscus.
