CS204877B1 - Elektrostatická čočka - Google Patents

Description

Vynález se týká elektrostatické čočky určené pro formování svazků nabitých částic, zejména v elektronových mikroskopech, hmotových a elektronových spektrometrech a jiných elektronově, respektive iontově optických zařízeních.

Obvyklé konstrukce elektrostatických čoček mají některé nevýhody, často se používají elektrostatické čočky z plechových výlisků. Jsou poměrně malé a levné, obvykle však nerozebíratelné a jejich údržba je problematická. Navíc přesné zhotovení elektrod komplikovanějších tvarů je velmi nákladné a v malých sériích neekonomické. Dosavadní konstrukce elektrostatických čoček , se soustruženými a frézovanými elektrodami mají z konstrukčních důvodů větěí rozměry, jsou mechanicky složité a jejich montáž je pracná.

Uvedené nevýhody odstraňuje elektrostatická čočka, složená ze tří elektrod, jejíž podstatou je to, že druhá elektroda je soustředně uložena v první elektrodě na nejméně třech izolačních kuličkách, které procházejí nejméně třemi symetricky umístěnými otvory v první elektrodě a jsou fixovány centrovací maticí, přičemž třetí elektroda je vsazena do první elektrody, která je spojena s druhým kontaktem a první kontakt je spojen s druhou elektrodou, přičemž prochází izolační trubičkou a první elektrodou.

Hlavní předností popisované elektrostatické čočky je konstrukční jednoduchost, malé rozměry a malé optické vady. Další výhodou je snadná a rychlá montáž a demontáž systému čočky. Velkou předností uvedené konstrukce čočky je, že druhá elektroda je umístěna v první elektrodě, která elektrostaticky stíní celý prostor čočky a redukuje vliv vnějších polí na formovaný svazek, což je důležité zejména v případě, že se uvnitř čočky pohybují velmi pomalé nabité částice, jak je obvyklé v brzdném režimu. Navíc je omezen i vliv rozptylového pole čočky na okolí.

Konstrukční, řešení elektrostatické čočky podle vynálezu vyhovuje všem zásadám konstrukce ultrávysokovakuových zařízení a připouští použití obvyklých ultravysokovakuových materiálů [jako například nerezavějící ocel a další kovy^ respektive slitiny pro elektrody a keramiku, případně sklo pro izolační kuličky a trubičky.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde je na obr. 1 uveden příklad konstrukčního uspořádání v řezu a na obr. 2 v půdorysu. První elektroda J. spojená s druhým kontaktem 8 má formu pouzdra, v němž je centricky umístěna druhá elektroda.2, která je elektricky izolována a mechanicky fixována nejméně třemi izolačními kuličkami 3, které procházejí nejméně třemi symetricky umístěnými otvory v první elektrodě i a jsou sevřeny maticí A· Elektrické napětí na druhou elektrodu 2 se přivádí prvním kontaktem 6, jenž je izolován od první elektrody £ izolační trubičkou χ. Třetí elektroda X je zasunuta nebo zašroubována do první elektrody χ. Izolační kuličky χ zapadají do drážky nebo do symetricky umístěných jamek na obvodu druhé elektrody 2. Za třetí elektrodou X mohou být další optické prvky 2,případně zdroje nabitých částic.

Demontáž systému elektrostatické čočky je jednoduchá a provede se vysunutím nebo vyšroubováním třetí elektrody X, vyšroubováním prvního kontaktu 6 a povolením matice £.

Z teoretického výpočtu zobrazovacích vlastností imerzní elektrostatické čočky vyplývá, že nejlepší zobrazovací vlastnosti má čočka při úhlu alfa = 110°.

Elektrostatická čočka pracuje následujícím způsobem. Svazek nabitých částic prochází poblíž osy čočky středovými otvory v první, druhé a třetí elektrodě X, 2, χ, případně v obráceném pořadí. Po připojení napětí mezi první a druhý kontakt 6, 8 formuje čočka procházející svazek nabitých částic. Optická mohutnost čočky se mění napětím mezi prvním a druhým kontaktem 6 a 8. Podle znaménka potenciálového rozdílu mezi prvním a druhým kontaktem ť>, 8 lze rozlišit brzdný a urychlovací režim čočky. V brzdném režimu jsou nabité částice v první části čočky mezi první a druhou elektrodou X, 2,respektive třetí a druhou elektrodou X, 3 brzděny a ve druhé části čočky mezi druhou a třetí elektrodou 2,, X,respektive druhou a první elektrodou 2, X opět urychlovány na původní energii. V urychlovacím režimu je naopak svazek nabitých částic v první části čočky urychlován a ve druhé části čočky opět brzděn.

Konstrukce čočky připouští i odizolování třetí elektrody X od první elektrody X stejným způsobem,jakým je odizolována elektroda 2. Tím se získá další proměnný parametr, napětí mezi třetí elektrodou χ á první elektrodou X, který umožňuje další variabilitu parametrů čočky.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Elektrostatická čočka určená pro formování svazků nabitých částic sestávající ze tří elektrod, vyznačená tim, že druhá elektroda (2) je soustředně uložena v první elektrodě (1) na nejméně třech izolačních kuličkách (5), které procházejí nejméně třemi-symetricky umístěnými otvory v první elektrodě (1) a jsou fixovány centrovací maticí (4), přičemž třetí elektroda (3) je vsazena do první elektrody (1), která je spojena s druhým kontaktem (8) a první kontakt (6) je spojen s druhou elektrodou (2), přičemž prochází izolační trubičkou (7) a první elektrodou (1).