利用不同的安表/电压源测量离子束

　　离子源用以获得离子束的装置。在各类离子源中，用得最多的是等离子体离子源，即用电场将离子从一团等离子体中引出来。这类离子源的主要参数由等离子体的密度、温度和引出系统的质量决定。属于这类离子源的有：潘宁放电型离子源射频离子源、微波离子源、双等离子体源、富立曼离子源等。另一类使用较多的离子源是电子碰撞型离子源，主要用于各种质谱仪器中。此外，离子源还有表面电离源、光致电离离子源、液态金属离子源等类型。 离子束照射和掺杂的过程是非热平衡过程，因此用这种方法可以获得用一般冶金和化工方法无法得到的新材料。能量较低（50～400keV）的专门用于离子注入的小型加速器“离子注入机”，已成为一种专门设备，体积相当于一台电子显微镜或高压示波器，使用维护都很方便（见彩图[通用的200keV离子注入机]）。在类金刚石材料、高温超导材料、磁性材料、感光材料等的研究中，已广泛应用离子束，一门新兴的冶金学──“离子注入冶金学”正在形成。

　　测量方法

　　如果离子源偏离地电位，那么离子收集电极多半处在地电位。在这种情况下，可以使用简单的真空同轴接头来进行从收集电极到皮安计的连接。图4-16示出6485型皮安计从离子收集电极测量电流的情况，这时仪器工作在地电位。

　　然而，如果离子源处在地电位，离子收集电极必须偏离地电位。6485型皮安计只能偏离地电位大约42V，所以必须使用能够浮地电位达500V的6487型皮安计。图4-17是6487型皮安计浮地测量离子束的一个例子。

　　皮安计的高端通过三同轴的真空接头连到离子收集电极。皮安计的低端由电压源偏离地电位。出于安全的考虑，当偏置电压大于42V时，应当使用三同轴的真空接头。6487型皮安计能够浮地高达500V。

　　如果无法找到三同轴的真空接头，可以在绝缘的BNC连接处构建金属安全屏蔽（图4-18）。将该金属安全屏蔽接地。

　　如果对地的浮地电压小于42V，绝缘的BNC接头就不需要安全屏蔽。

　　完成电路连接之后，接通偏置电压，在没有离子束电流的情况下进行电流测量，以验证系统能够正常工作。如果这时的电流比要测量的电流大得多，系统中一定存在着寄生泄漏通路，必须将其纠正。

　　我们常常需要把离子束电流与时间的函数关系画成曲线。此项工作可以使用皮安计的模拟输出功能来完成或者使用IEEE-488总线或RS-232接口来采集读数，再用绘图编程软件包（例如ExceLINX）或图表软件将其画成曲线。