DE2322203A1 - Fokussierungsvorrichtung fuer magnetische massenspektrometer - Google Patents

Description

EISENFÜHR & SPEISER Patentanwälte

DNf. -INO GÜNTHER EISENFÜHR

„ „ Dw.-Ina DIETER K. SPEISER

DKtMEN DR RCR mat HORST ZINNQREBE

UNS ZEICHEN : B 245

ANMELDER/iNH: WHson M. Brubaker
Aktenzeichen Neuanmeldung

datum 2. Mai 1973

Wilson M. Brubaker, 1954 Highland Oaks Drive, Arcadia, California 91106 (V.St.A.)

Fokussierungsvorrichtung für magnetische Massenspektrometer

Die Erfindung bezieht sich auf Massenspektrometer, insbesondere auf magnetische Massenspektrometer.

Grundsätzlich stellen magnetische Massenspektrometer ionen-optische Instrumente mit Impulsdispersion dar. Wenn Ionen aller Massen durch eine gemeinsame Potentialdifferenz beschleunigt werden, bewirkt das Instrument eine Massendispersion. Für ein gegebenes Verhältnis von Objekt- und Bildabstand ist' die Massendispersion dem Instrumentenradius proportional.

Die Moleküle der zu analysierenden Probe müssen ionisiert sein. Die Ionisierung wird durch eine beliebige von mehreren Methoden erreicht. Die geläufigsten Methoden verwenden Elektronen- oder Photonen-Beschüß.

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Nach der Ionenbildung werden die Ionen beschleunigt und durch Felder, die durch das Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen den Elektroden der Ionenquelle entstehen, in einen Strahl fokussiert.

Bei dem geläufigsten Verfahren zur Trennung von Ionen für die Analyse wird ein homogenes Magnetfeld verwendet, in dem die Ionen sich auf gekrümmten Bahnen bewegen, deren Radien massenabhängig sind. Außerdem hat das Magnetfeld die Funktion, ein optisches Bild des Ionen-Austrittsspaltes der Ionenquelle zu erzeugen.

Der nach Massen aufgespaltene Ionenstrahl, der durch den Auflösungsspalt hindurchgeht, trifft auf eine Elektrode auf, die entweder ein Faraday-Becher oder die Konversionselektrode eines Sekundär-Elektronenverfielfachers sein kann. Durch Variieren eines Parameters, von welchem die Masse der übertragenen Ionen abhängig ist, z.B. der Beschleunigungsspannung oder des Magnetfeldes, werden Ionen jeder vorhandenen Masse zum Durchgang durch den Auflösungsspalt auf die Kollektorelektrode gebracht. Wenn der die Masse bestimmende Parameter kontinuierlich variiert wird, gehen Ionen mit verschiedenen Massen in sequentieller Folge durch den Auflösungsspalt. Wenn die Ionenströme der verschiedenen Ionen aufgezeichnet werden, erhält man ein Massenspektrum, Zwei wichtige Eigenschaften des magnetischen Analysators sind seine Fähigkeit zur Bildung von ionen-optischen Bildern und zur Erzeugung von Massendispersion, wodurch die Bilder von Ionenstrahlen unterschiedlicher Massen in der Bildebene räumlich getrennt erscheinen.

Genauso wie sämtliche optischen Instrumente liefert das magnetische Sektorfeld unvollkommene Bilder. Das

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geometrische oder ideale Bild wird durch Abbildungsfehler verbreitert. Bei vielen geometrischen Konfigurationen herrscht die Berry-Wölbungsaberration vor; (siehe "Image Curvature Caused by Fringing Fields in Magnetic Sector Mass Spectrometers" von Clifford E. Berry, The Review of Scientific Instruments, Volume 27, Nr. 10, Seiten 849 - 854, Oktober 1956). Der Durchgang von Ionen durch die Randfelder eines magnetischen Sektorfeldes bewirkt die Wölbung des Bildes eines geraden Objektes. Dies ergibt sich daraus, daß die Ionenstrahlen außerhalb der Medianebene ein Randfeld durchqueren, dessen Gestalt, verglichen mit dem von den Ionenstrahlen in der Medianebene durchquerten Randfeld, leicht unterschiedlich ist. Allgemein zeigt sich die Berry-Aberration durch eine Wölbung des fokussierten Ionenstrahles in der Bildebene, so daß dieser im Querschnitt kurvenförmig erscheint.

Die Berry-Wölbung wird dadurch erzeugt, daß die Ionenbahnen, die in der Mittelebene liegen, geringfügig von den Ionenbahnen abweichen, welche in Ebenen in der Nähe der magnetischen Polschuhe liegen. Die Bahndifferenzen beruhen auf Differenzen in der Verteilung der magnetischen Feldstärke in dem Randbereich, der hauptsächlich außerhalb der geometrischen Grenze der Magnetpol schuhe liegt. Die Ionen, welche in der Mittelebene in den Magneten eintreten, treffen auf das Randfeld vor denjenigen Ionen auf, welche sich dem Magneten auf einer parallelen, seitlich in Richtung der Polschuhe versetzten Bahn nähern. Dieser Umstand verkehrt sich ins Gegenteil, wenn die Ionen in verschiedenen Ebenen den Magneten verlassen.

Obwohl die in dem obengenannten Artikel von Clifford E. Berry entwickelte Theorie eine Vorhersage erster Ordnung

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der Konturen des Strahlquerschnitts liefert, ergibt sich in der Praxis, daß die geeignete Wölbung für eine Krümmung des Auflösungsspaltes in Anpassung an den Strahlquerschnitt sich am besten empirisch ermitteln läßt. Das Auftreten des gewölbten Bildes ist seit 1942, wenngleich nicht erklärt, bekannt. Bei den Arbeiten über das Calutron, einen magnetischen Isotopentrenner, wurden Auflösungsspalte verwendet, die entsprechend der Berry-Wölbung ausgebildet wurden, um das Auflösungsvermögen des Instrumentes zu verbessern. Die Krümmung der Spaltgrenzen wurde empirisch durch Kopieren des Bildes bestimmt, das der Ionenstrahl auf einer photo.-graphischen Platte erzeugte.

Eine typische Breite für einen Massen-Auflösungsspalt beträgt 50,8jim. Die Herstellung und der Aufbau von zwei gekrümmten Massen-Auflösungsspalten dieser Größe ist sehr schwierig und ist abhängig von dem einzelnen Instrument. Ferner ist die Korrektur fest und kann nicht im Verhältnis zu anderen Instrumenten-Parametern variiert werden. Zusätzlich zu der Berry-Aberration können weitere Aberrationen vorliegen, z.B. Mangel in der Ausrichtung des ionen-optischen Bildes und des Auflösungsspaltes. Diese Mangel in der Ausrichtung können auf Inhomogenitäten des Magnetfeldes oder auf Herstellungsfehlern bei der Anordnung der Ionenquelle oder der Auflösungsspalte beruhen.

Die vorliegende Erfindung gestattet eine Korrektur der Bildaberrationen, z.B. der Berry-Aberrationen, durch die Verwendung von Vorrichtungen zur Erzeugung von elektrischen Feldern, z.B. Deflektorplatten, welche bei geeigneter Speisung elektrische Felder erzeugen,

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die den Ionenstrahl so ablenken, daß die Aberration des ionen-optischen Bildes weitgehend abgeschwächt wird. Die an die Deflektorplatten angelegten Ablenkspannungen können festgelegte Bruchteile des Beschleunigungspotentials für die Ionen sein. Die resultierende Vorrichtung gestattet eine Verringerung der Masse des Instruments um die Hälfte, bei Erhaltung derselben Empfindlichkeit und des Auflösungsvermögens.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen offenbart. Der Aufbau und die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung ergeben sich zusammen mit weiteren Merkmalen und Vorzügen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2a und 2b

eine schematische Darstellung der Bahn des Ionenstrahls unter Einwirkung der Berry-Aberration;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Ionenstrahl mit der Berry-Krümmung und mit der durch die vorliegende Erfindung bewirkten Korrektur;

Fig. 4 eine Darstellung der Flußdichte eines Magnetfeldes in der Medianebene und in der Nähe eines Polschuhes; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen den Deflektorplatten und dem Auflösungsspalt.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 3 ist eine veränderliche Gleichspannungsquelle 2 für die Speisung sowohl der Ionenquelle 12 als auch der Deflektorplatten 20, 22 und vorgesehen. Eine Vakuumquelle, z.B. eine Ionenpumpe 8,

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hält einen Druck in der Größenordnung von 10~ Torr aufrecht, so daß die meisten Ionen ohne Kollision mit Gasmolekülen durch das Spektrometer gehen. Die Vakuumquelle umfaßt ferner eine Vorrichtung für die kontinuierliche Entfernung der zugeführten Probe.

Ein Magnet 14 befindet sich in dem Ionenstrahl-Weg 7 und wird durch eine Magnetsteuerung 16 gesteuert. Der Magnet 14 erzeugt ein Feld, welches die Bahn des Ionenstrahl-Wegs 7 krümmt. Ein Kollektor in Form eines Faraday-Bechers Ib nimmt den Ionenstrahl-Strom durch einen Auflösungsspalt 25 auf. Der von dem Kollektor 15 empfangene Strom wird durch einen Verstärker 17 verstärkt, so daß er in der Aufzeichnungsvorrichtung 19 aufgezeichnet werden kann.

Die Ablenkplatten-Sätze 20, 22 und 24 sind vorzugsweise unmittelbar gemäß Fig. 5 vor dem Auflösurigsspalt 25 des Kollektors angeordnet und erhalten Vorspannungen, welche gegebene Bruchteile des Gleichspannungspotentials 2 für die Abtastung oder Beschleunigung sind. Während sich zahlreiche Verfahren für die Bildung dieser gegebenen Bruchteile von Spannungen verwenden lassen, wird zur Erläuterung das Potentiometer 30 offenbart. Der Mittelwert der an jeden Deflektorplatten-Satz angelegten Potentiale ist Null. Dies folgt aus der Tatsache, daß der aus der Ionenquelle fließende Strom gegenüber dem Strom durch den Potentialteiler 28 zu vernachlässigen ist, und daß R. und Rp gleich sind. Obwohl nur ein Potentiometer 30 für die Deflektorplatten 20 eingezeichnet ist, muß selbstverständlich ein getrenntes Potentiometer für jeden getrennten Satz von Deflektorplatten vorgesehen sein.

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Die Deflektorplatten 20 und 24 werden in einer Richtung vorgespannt, während die zentrale Deflektorplatte 22 in der anderen Richtung vorgespannt wird. Gemäß Fig. 3 besitzt das Bild 40 die Befry-Krümmung mit dem Radius R¹, die durch Speisung der Deflektorplatten 20, 22 und mit geeigneten Potentialen abgeschwächt werden kann. Die Randabschnitte des Bildes werden durch die von den Deflektorplatten 20 und 24 erzeugten Felder relativ nach rechts verschoben, während der Mittelabschnitt durch die Deflektorplatte 22 relativ nach links verschoben wird, so daß ein gerades Bild 42 entsteht.

Die Ablenkungen sind unabhängig von der Ionenmasse, wenn die Ablenkspannungen proportional zu der kineti~ sehen Energie der Ionen sind. Dies erreicht man automatisch, wenn man die Ablenkspannungen als Teile des Beschleunigungspotentials der Ionen wählt. Beim Durchqueren eines elektrischen Feldes, welches durch das Anlegen eines Ablenkpotentials V, _f an die Deflektorplatten erzeugt wird, wobei die Deflektorplatten eine Länge L in Richtung der optischen Achse sowie einen Abstand D voneinander besitzen, wird ein durch eine Potentialdifferenz V beschleunigter Ionenstrahl um

äCC

einen Winkel φ mit dem Betrag 1/2 (L/D) (V, ^/V ) rad

u6i acc

abgelenkt. Wenn nach dieser Ablenkung der Strahl eine Entfernung X mit konstanter Energie zurücklegt, beträgt seine seitliche Versetzung χ

x = ΧΦ (1).

Durch Elimination von ^,

V_def/V_acc = 2 (D/L) (x/X) (2).

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Die Gleichung (2) liefert den an die Ablenkplatten 20, und 24 anzulegenden Bruchteil der Spannung, wodurch das Bild um eine Strecke χ verschoben wird, wenn die Mittelpunkte der Ablenkplatten einen Abstand X von dem Auflösungsspalt 25 besitzen (siehe Fig. 5).

In den Fig. 2a und 2b bezeichnet A die Bahnebene eines Teiles des Ionenstrahles 7, welche durch die Medianebene des Magneten geht, während B die Bahnebene eines Abschnittes des Strahles 7 bezeichnet, welcher den Magneten in einer Ebene durchquert, die näher an einer Polgrenze liegt. Fig. 4 zeigt die relative Flußintensität längs des Ionenweges 7 in der Nachbarschaft der Magnetkante. B stellt die Flußdichte in einer Medianebene dar, während B₀ die Flußdichte längs einer Ionenbahn in der Nähe ti

eines Polschuhs darstellt. Fig. 2b zeigt die unterschiedliche Ablenkung der Ionenwege in jeder der Ebenen A und B als Folge der unterschiedlichen Feldverteilung gemäß Fig. 4. Die Wege werden innerhalb des Magneten parallel angenommen, und sie sind beim Verlassen des Magneten parallel. Die Ionenwege sind relativ zueinander versetzt aufgrund der Unterschiede in der Feldverteilung gemäß Fig. 4. In diesem Unterschied der Ionenwege äußert sich die Berry-Aberration. Beim Anlegen der Ablenkspannung ν. r an die Deflektorplatten, z.B. an 20, wird derjenige Teil des Ionenstrahles, der allgemein in der Nähe der Ablenkplatten 20 liegt, in Querrichtung abgelenkt, wodurch die gekrümmten Strahlgrenzen gerade gerichtet werden, während der Strahl zu dem Ausblendspalt fortschreitet.

Die genaue Anordnung der Ablenkplatten-Sätze 20, 22 und 24 längs des Ionenstrahlweges 7 ist so lange beliebig, wie die oben angeführte Ablenk-Spannungs/Strom-Gleichung erfüllt ist.

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Die Verwendung der Lehre dieser Offenbarung gewinnt steigende Bedeutung mit der Qualitätsverbesserung der optischen Bilder. Insbesondere besitzt sie in Verbindung mit Instrumenten für Doppel-Fokussierung große Bedeutung. Diese Instrumente sind hochgradig korrigiert bezüglich der Effekte zweiter Ordnung von Abweichungen in der Winkelverteilung, cK. t und von Geschwindigkeitsabweichungen, /j · In hintereinander angeordneten Instrumenten der Nier-Johnson-Geometrie, in denen ein Rieh— tungs-Fokus zwischen den Sektoren gebildet wird, können die Deflektorplatten in der Nähe der Fokalebene angeordnet v/erden. Ein bevorzugter Platz befindet sich jedoch unmittelbar vor dem Ausblendspalt zwischen dem magnetischen Sektor und der Fokalebene des"Instruments. In diesem Fall wird X klein. Da die Abweichung χ in der Größenordnung von 2,54 mal 10 cm oder weniger liegt, werden die Platten offenbar richtig funktionieren, wenn vor dem Ausblendspalt ein körperlicher Raum für die Anordnung der Platten vorhanden ist. Allgemein wird L/D in der Größenordnung von Eins sein, so daß offensichtlich die Ablenkspannung ein sehr kleiner Bruchteil des Beschleunigungspotentials der Ionen wird.

Der Effekt der Deflektorplatten 20, 22 und 24 liegt in der ersten Ordnung, und der einfache, hier vorgeschlagene Elektrodensatz wird kein streng rechteckiges Bild mit geraden Seiten erzeugen. Es läßt sich jedoch abschätzen, daß die Verwendung der Deflektorplatten 20, 22 und 24 den Anteil der Berry-Aberration zu der Strahlbreite um einen Faktor von mindestens 75 % reduziert. Als Beispiel des Wertes dieser Verbesserung wurde festgestellt, daß in einem besonderen Instrument die Berry-Aberration den Strahl um 25,4 unrverbreitert, wenn das geometrische Bild nur 35,6 a« breit ist. Die durch die vorliegende

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Erfindung erzeugte Reduzierung leistet daher einen wesentlichen Beitrag. Ausgehend von gemessenen Strahlbreiten ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung die Strahlbreite um etwa 25 % reduzieren kann, wenn man von den oben gemachten Annahmen· ausgeht. Wenn die Strahlbreite um 25 % reduziert wird, kann dieselbe Empfindlichkeit und dasselbe AiIflösungsvermögen erreicht werden, wenn die Dimensionen des Instrumentes in der x-y Ebene um denselben Faktor reduziert werden, wobei die Spaltgrößen unverändert bleiben. Auf diese Weise ergibt eine 25%ige Größenänderung in zwei Richtungen eine etwa 50%ige Reduzierung der Masse des Instruments.

Wenn der Effekt der Berry-Aberration durch die Deflektorplatten der vorliegenden Erfindung kontrolliert wird, können verschiedene Kombinationen von elektrischen und magnetischen Sektoren verwendet werden, welche spezielle Vorteile aufgrund des Sektorwinkels, der Größen und Kosten bieten.

Die durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Technik zur Begradigung des Bildes erlangte Leistungsverbesserung kann auf verschiedene Weise genutzt werden. Erstens kann das Instrument wesentlich kleiner bei gleicher Leistung ausgeführt werden, da ein kleiner Instrumentenradius benötigt wird, um- die räumliche Trennung der gerade gerichteten Ionenbilder zu bewirken. Wenn die Bildhöhe erhalten bleibt, nehmen Rauminhalt und Masse des Instruments mit dem Quadrat der radialen Dimensionsänderung ab, wodurch eine wesentliche Kostenersparnis bewirkt wird. Andererseits erhält man bei Elimination cter Bilddefekte dasselbe Auflösungsvermögen bei Verwendung größerer Spalte mit höherer Empfindlichkeit.

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Ein größeres Auflösungsvermögen erreicht man durch die Verwendung, von engeren Auflösungsspalten mit einem verschärften Bild, wodurch das hohe Auflösungsvermögen mit derselben Empfindlichkeit erzeugt wird. Nach Belieben kann auch eine Kombination dieser Vorzüge gewählt werden.

Die geeigneten Ablenkpotentiale kann man durch eine Rückkopplungs-Anordnung erhalten, z.B. eine Rechnerschaltung 13 in Fig. 1, welche automatisch die Ablenkpotentiale durch einen'Elektromotor 44 einstellt, welcher die Potentiometer-Schleifarme 46 über eine passende mechanische, nicht gezeigte Kopplung antreibt. Die Rechnerschaltung 13 treibt den Motor 44 und die Schleifarme so lange an, bis die Breite des Ionenstrahls am Auflö— sungsspalt minimalisiert ist. Die Potentiometer für jeden Satz von Deflektorplatten können in ähnlicher Weise wie in Fiq. 1 gesteuert werden. Wenn das ausgeführt ist, kann die zeitabhängige Bild-Degradation durch Oberflächenladungen abgeschwächt werden.

Wenn ferner das Massenspektrum durch die Magnetsteuerung 16 magnetisch abgetastet werden soll, wird die Normal— verteilung des magnetischen Feldes aufgrund des Sättigungseffektes an den Kanten der Polschuhe eine Funktion der Feldintensität. Diese Variation ändert die Berry-Aberration, Die Rechnerschaltung 13 folgt diesen Änderungen und gibt die geeigneten Korrektursignale für die Neueinstellung der gleichlaufenden Potentiometer 30 an. Umgekehrt kann der Rechner Einstellungen auf die Ablenkspannungen in einer Weise bewirken, welcher von der Intensität des magnetischen Feldes abhängt. Die Feldintensität kann direkt durch den magnetischen Wandler 31 gemessen werden, oder sie kann durch ein Signal von der Magnetsteuerung angenähert bestimmt werden..

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Die Deflektorplatten gernäß der vorliegenden Erfindung dienen ferner zur Korrektur anderer Bilddefekte. Insbesondere kann eine Fehlausrichtung der Quellen- und Objektspalte vorliegen, welche die scheinbare Strahlbreite vermehren würden, da das 'Bild den Auflösungsspalt unter einem Winkel aus der Richtung durchqueren würde. Dieser Defekt kann durch die Anlegung asymmetrischer Potentiale an den oberen und unteren Satz von Deflektorplatten korrigiert werden, wobei eine Rotation des lonenstrahles um die optische Achse·entsteht, welche den Ionenstrahl, mit dem Auflösungsspalt ausrichtet. Schließlich schaffen die erfindungsgemäßen Deflektorplatten eine Vorrichtung zur Abschwächung der Aberration, die einstellbar und nicht von besonderen Instrumentenbestandteilen abhängig ist.

Insgesamt wurde ein magnetisches Massenspektrometer beschrieben, das eine Ionenquelle mit Elektroden für eine Beschleunigung eines lonenstrahles umfaßt. Ein magnetischer Analysator streut den Strahl in Abhängigkeit von der Masse des einzelnen Ions, wobei im weiteren Verlauf des Ionenstrahls ein Kollektor angeordnet ist, um ein Maß für die Stärke des lonenstrahles für eine ausgewählte Masse zu schaffen. Eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Felder, die drei Sätze von Deflektorplatten umfassen kann, ist in der Nähe des Kollektors angeordnet, um Aberrationen des Ionenbildes abzuschwächen oder zu kompensieren, beispielsweise diejenigen Aberrationen, welche aus der Nicht-Homogenität des Magnetfeldes in dem Bereich in der Nähe der Magnetgrenzen zu schaffen. Die an die Deflektorplatten angelegte Ablenkspannung kann ein festgelegter Bruchteil der Beschleunigungsspannung sein und hängt von den

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Abmessungen und der Anordnung der Platten sowie von der Weglänge des Ionenstrahles nach der Ablenkung zusammen mit seiner seitlichen Versetzung ab.

Selbstverständlich können an de'r beschriebenen Vorrichtung verschiedene Abänderungen vorgenommen werden, ohne daß damit über den Bereich der Erfindung hinausgegangen wird.

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Claims (7)

7322203 Ansprüche

1. Magnetisches Massenspektrometer mit einer Ionenquelle, einer Beschleunigungs-Spannungsquelle zur Erzeugung eines Ionenstrahles, einem magnetisch arbeitenden Analysator, unter dessen Einfluß der Ionenstrahl nach ■ verschiedenen Impulsen dispergiert, einem Spalt zum Ausblenden eines Bündels aus dem dispergierten Ionenstrahl, einer hinter dem Spalt angeordneten Auffängerelektrode sowie einer mit der Auffängerelektrode verbundenen Einrichtung zur Erzeugung eines dem Ionenstrahl entsprechenden Signals, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20) für die Erzeugung eines quer zum Ionenstrahl gerichteten inhomogenen elektrischen Feldes, welche die Ionenstrahlbreite an dem Spalt (25) durch Verminderung der Aberration minimalisiert und mindestens drei in der Nähe der Auffängerelektrode (15) in zwei parallelen Ebenen angeordnete Deflektorplatten-Sätze umfaßt, wobei die Platten jedes Satzes sich in getrennten Parallelebenen befinden; durch eine Spannungsquelle (30) für jeden Deflektorplatten-Satz, deren Spannung ein Bruchteil der Beschleunigungsspannung gemäß der Gleichung

^Vdef^/Vacc ^{= 2(D/L) Cx/X) ist}> wobei

^Vdef ^{= Ablenks}P^annun9 ^{an den} Deflektorplatten

V = Beschleunigungsspannung

D = Plattenabstand

L = Plattenlänge in Richtung des Ionenstrahls

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Abstand des Mittelpunktes der Deflektorplatten von dem Spalt und erforderliche seitliche Verschiebung jedes Ionenstrahl-Abschnittes für die Minimalisierung- der Breite des gesamten Ionenstrahles an dem Spalt

2. Magnetisches Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens drei in der Nähe der Auffängerelektrode angeordnete Deflektorplatten-Sätze (20, 22, 24) umfassende Einrichtung für die Erzeugung eines elektrischen Feldes einen mittleren Plattensatz enthält, der in entgegengesetzter Richtung relativ zu den beiden anderen Plattensätzen vorgespannt ist.

3. Magnetisches Massenspektrometer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Signalerzeugungseinrichtung (17) verbundenen Rechner für die Veränderung des inhomogenen elektrischen Feldes zur Kompensation von Bildfehlern aufgrund von Oberflächen- und Raumladungen und zur Minimalisierung der Ionenstrahlbreite.

4. Magnetisches Massenspektrometer nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines inhomogenen elektrischen Feldes eine Rechnerschaltung (13) für die automatische Minimalisierung der Ionenstrahlbreite an dem Spalt (15) umfaßt.

5. Magnetisches Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Analysator eine veränderliche Magnetsteuerung (16) zur Änderung

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der Flußdichte, eine Abfühleinrichtung für die Feldintensität (31) und eine mit der Abfühleinrichtung und der Erzeugungseinrichtung für das inhomogene elektrische Feld verbundene Schaltung (13) zur Einstellung des elektrischen Feldes in Abhängigkeit von der Flußdichte umfaßt.

6. Magnetisches Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Analysator eine veränderliche Magnetsteuerung (16) zur Änderung der Flußdichte und eine mit der veränderlichen Magnetsteuerung und der Erzeugungseinrichtung für das inhomogene elektrische Feld verbundene Schaltung (13) zur Einstellung des elektrischen Feldes' in Abhängigkeit von der Flußdichte umfaßt.

7. Magnetisches Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Analysator eine veränderliche Magnetsteuerung zur Änderung der Flußdichte und eine Schaltung (13) für die Veränderung des inhomogenen elektrischen Feldes zur Kompensation für jede aus einer Änderung der Flußdichte folgende Änderung der Aberration umfaßt.

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