DE971610C - Dynamische Druckstufenstrecke zur UEberfuehrung eines Korpuskular-strahlbuendels aus Raeumen niederen Gasdruckes in Raeume hoeheren Gasdruckes - Google Patents

Dynamische Druckstufenstrecke zur UEberfuehrung eines Korpuskular-strahlbuendels aus Raeumen niederen Gasdruckes in Raeume hoeheren Gasdruckes

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DE971610C DESCH10753A DESC010753A DE971610C DE 971610 C DE971610 C DE 971610C DE SCH10753 A DESCH10753 A DE SCH10753A DE SC010753 A DESC010753 A DE SC010753A DE 971610 C DE971610 C DE 971610C
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Description

AUSGEGEBEN AM 26. FEBRUAR 1959
Sch 10753 VIII c/2ig
Gasdruckes
Um bei elektronen- oder ionenoptischen Geräten einen gebündelten Korpuskularstrahl aus dem Vakuum in Räume höheren Druckes herauszuführen, hat man bereits vorgeschlagen, an Stelle einer in ein Fenster eines Wandteils des Vakuumraumes eingesetzten, dünnen materiellen Folie in den Strahlengang eine aus verschiedenen Zwischenkammern bestehende dynamische Druckstufenstrecke einzuschalten, in deren Trennwänden auf den Korpuskularstrahl ausgerichtete feine Durchtrittsöffnungen vorhanden sind. Diese grenzt das Hochvakuum des Abbildungssystems gegen Räume höheren Druckes ab, in welchen sich die zu bestrahlenden und zu untersuchenden Objekte bzw. Registrierinsfrumente befinden.
Bei der technischen Durchführung dieses Gedankens wird angestrebt, eine Streuung des Korpuskularstrahls möglichst zu verhindern und die durch die feinen Öffnungen aus den Räumen höheren Druckes einströmenden Gase rasch abzusaugen, was aber nicht ohne weiteres auf einen Nenner gebracht werden kann. Zwar war von Anfang an zu erwarten, daß eine Zwischenschaltung mehrerer, minde^ stens zweier Druckstufen in den Weg des Korpuskularstrahls gegenüber nur einer einzigen Druckstufe vorzuziehen ist, da dann das einströmende
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Gas besser abgesaugt werden kann. Man kann aber bei der Dimensionierung der Druckstufen entweder den Abstand der Zwischenwände klein wählen, damit der Korpuskularstrahl nur einen kleinen Weg in der Druckstufe zurückzulegen hat, um seine Streuung gering zu halten. Es zeigte sich in diesem Fall jedoch, daß dann das Absaugen des Gasstromes in einer einzigen Zwischenkammer nicht sehr wirksam ist und. die Druckstufen nur von geringer ίο Höhe sein können, so daß durch die erforderlichen zusätzlichen Druckstufen doch ein längerer Druckstufenweg entsteht. Oder man macht den Abstand zwischen den einzelnen Düsen sehr groß; dann kann zwar die Absaugleistung in einer Zwischenkammer gesteigert werden mit der Folge der Ausbildung einer hohen Druckstufe, aber notwendigerweise entstehen dann in einer solchen Zwischenkammer starke Streuverluste, die eine unerwünschte Erwärmung der Düsen und Düsenblenden bewirken.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich hohe Absaugleistungen erzielen und Streuverluste für den Korpuskularstrahl auf dem Druckstufenwege vermeiden lassen, wenn bei einer dynamischen Druckstufenstrecke zur Überführung eines Korpuskularstrahlenbündeis aus Räumen niederen Gasdruckes in Räume höheren Gasdruckes durch feine, aufeinander ausgerichtete Öffnungen in Blenden aus chemisch widerstandsfähigem und hitzebeständigem Material, die in den Trennwänden der Druckstufenkammern sitzen, gemäß der Erfindung die Blenden einen derartigen gegenseitigen Abstand in der Größenordnung der Öffnungsdurchmesser haben, daß die Ausbildung von Dichteminima und Dichtemaxima in dem einströmenden Gasstrahl begünstigt wird und die in der Gasstrahlrichtung nächste Düsenöffnung in einem Dichteminimum liegt.
Offenbar bilden sich in einem durch eine feine Düsenöffnung einströmenden Gasstrahl bei ausreichendem Düsenabstand, möglicherweise unter Mitwirkung von Resonanzerscheinungen Maxima und Minima der Gasdichten aus. Falls die nächste Düsenöffnung unmittelbar bei einem Dichtens maximum zu liegen käme, würde das die Bildung eines stärkeren Gasstromes in dieser Düse bewirken. Bei Befolgen des Vorschlags der Erfindung, den Abstand zweier Düsenblenden so zu wählen, daß die in Richtung des Gasstrahls nachfolgende Blerfde mit der Düsenöffnung nicht in einen Gasdichteknoten fällt, erhält man jedenfalls einen verhältnismäßig kurzen Düsenabstand und eine große Saugleistung in der betreffenden Druckstufenkammer, so daß wenige, meist schon, zwei Druckstufen zur Überbrückung eines großen Druckunterschiedes genügen.
Es wirkt sich weiter günstig zur Erzielung eines starken Druckabfalles auf einer kurzen Strecke aus, wenn die Düsen in Blenden angebracht sind, welche als Trichter oder als Kegelmantel mit einer entsprechend ihrer Reihenfolge in der Druckstufe von außen nach innen immer schlankeren Kegelgestalt mit in Richtung des Korpuskularstrahlbündels zeigender Spitze ausgebildet sind. Eine weitere neue Maßnahme, nach welcher die· in den Trennwänden zwischen den Stufenkammern sitzenden Düsenblenden einzeln oder satzweise auswechselbar sind, hat sich unabhängig von der sonstigen Düsenform als praktisch erwiesen.
Die kegelförmige Gestalt der Düsenblende ist insofern sehr günstig, als sie im Gerät dicht hintereinandergeschaltet werden können, so daß einerseits die Düsenspitzen einen zur Ausbildung von periodischen Druckminima ausreichenden Abstand erhalten können und der Gesamtweg des Korpuskular-Strahls durch die Druckstufen bis zur Außenatmosphäre klein bleibt und andererseits aber die durch je zwei hintereinanderliegende Blenden abgegrenzten Stufenkammern radial nach außen erweitert sind und somit günstige Verhältnisse zum Anschluß der Pumpen und zum Absaugen der einströmenden Gase bestehen. Außerdem bewirkt die gegenüber senkrechten Trennwänden größere Fläche der kegelmantelformigen Blenden eine gute Verteilung und Abführung der Wärme, die durch die nicht ganz vermeidbare Streuung des Korpuskularstrahls noch entwickelt wird. Die genannten Merkmale und Vorteile der Erfindung kommen schon bei mindestens zwei Druckstufen bereits entscheidend zur Geltung, gestatten aber auch, die Zahl der Druckstufen auf wenig mehr als zwei Stufen zu begrenzen.
Die Düsenblende zwischen der ersten Druckstufenkammer und dem Außenraum hat zweckmäßig die Form einer annähernd ebenen, dünnen Scheibe oder Platte mit zentrischer, axialer Bohrung, während die Düsenblende in der Trennwand zwischen der Innenkammer, wo der Korpuskularstrahl bei niedrigstem Druck erzeugt wird und der nächsthöheren Druckstufe günstig als schlanker, kegelförmiger Stift ausgebildet ist und eine durchgehende axiale Bohrung bzw. Kapillare besitzt. In der Wandung des Düsenstiftes können noch Schlitze oder Kanäle vorhanden sein, so daß die Düsenkapillare zusätzlich mit einer oder verschiedenen Druckstufenkammern, entsprechend dem Druckgefälle in Verbindung steht.
Die bei einer mehr- als zweistufigen Druckstrecke noch erforderlichen, vorzugsweise auswechselbaren Düsenblenden besitzen entsprechend der Reihenfolge von außen nach innen eine immer schlankere Trichter- oder Kegelform mit in Korpuskularstrahlrichtung weisender, durchbohrter Spitze. Zweckmäßig sind die Sitze bzw. Halterungen für die Blenden, insbesondere für die innere Düsenblende so ausgeführt, daß sie einzeln bzw. auch satzweise justierbar und der Düsenabstand regelbar ist.
Ferner ist es zweckmäßig, die Düsenblenden bzw. die Trennwände zwischen den einzelnen Druckstufenkammern, in welche sie eingesetzt sind, insbesondere den inneren, mit der langen Kapillare versehenen Düsenstift und die innere Trennwand zu kühlen.
Wenn weiter mindestens eine der Düsenblenden noch als Ablenkungs- oder Bündelungselement für
den Korpuskularstrahl, also als elektrostatische oder magnetische Linse ausgebildet ist, kann man Streuverluste in den Düsen bzw. in den Druckstufen weiter verringern.
An Hand der zeichnerischen Darstellung einer möglichen, bewährten Ausführungsform einer zweistufigen Druckstrecke soll die Erfindung nun erläutert werden.
In einen vorzugsweise zylindrischen Vakuumraum α mit vakuumdichter, meist metallischer Wandung / ragen von der einen Stirnseite bei vakuumdichtem Verschluß die zur Erzeugung des Korpuskularstrahls notwendigen, an sich bekannten elektrischen und Isolierteile d hinein. Beispielsweise dient zur Erzeugung eines starken gebündelten Kathodenstrahls eine an sich bekannte Fernfokuskathode c mit einem Wehneltzylinder. Es können jedoch auch kalte Kathoden, Kanalstrahlquellen und sonstige Teilchenerzeuger und -beschleuniger mit den erforderlichen Bündelungseinrichtungen vorgesehen sein. Die Wandung / des Vakuumraumes bildet im gezeichneten Falle die Anode und ist geerdet. Die in Strahlrichtung liegende Stirnwand der zylindrischen Vakuumkammer α besitzt vorzugsweise die Form eines nach außen gerichteten Kegelmantels und trägt an ihrer Spitze m einen nasenartigen und durchbohrten Ansatz zur Aufnahme der innersten, stiftförmigen, mit kapillarartigen Korpuskularstrahldurchlaß versehenen Düsenblende g. Die Druckstufenkammer b hat vorzugsweise eine zylindrische Form, und ihre Wandung η kann gleichzeitig mit der Wandung / der Vakuumkammer aus einem einzigen Metallblock geformt oder gegossen sein. Der vordere Abschluß des Stufenraumes /; wird durch die vakuumdicht eingesetzte, zentrisch durchbohrte Düsenplatte h gebildet, welche vorzugsweise eben oder nur ganz leicht konisch gegen die Strahlenrichtung abgewinkelt ist, wobei die Neigung des so entstehenden Kegelmantels nicht nur, wie in der Zeichnung dargestellt, nach innen, sondern auch nach außen gerichtet sein kann. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß der Stufenraum b zwischen der inneren g und der äußeren Düse h Ringform besitzt und an der Stelle, wo die durchbohrte Spitze des inneren Düsenstiftes g an die Öffnung der Blende h in dem kleinen, durch die Lehre der Erfindung bestimmten Abstand herankommt und wo der Korpuskularstrahl mit dem Gasinhalt des Stufenraumes b in Berührung kommt, sehr verengt und verkleinert ist. Bei mehrstufigen Düsen, wo also zwischen der Düsenplatte h und dem inneren Düsenkegel g noch Düsenblenden und die entsprechenden Trennwände für die Stufenkammern eingeschaltet sind, besitzen möglichst die Düsenblenden Kegelmantel- und Trichtergestalt mit immer schlankerer Kegelform, entsprechend der Stufenordnung von außen nach innen.
Zur Herstellung und Konstanthaltung der von außen nach innen abnehmenden Drücke in den Stufenkammern α und b werden diese mittels der Stutzen i und k an Vakuumpumpen mit einer entsprechend der gewünschten Druckunterschiede abgestimmten Saugleistung angeschlossen. Es kann dabei vorteilhaft sein, die an i, also an den Raum niedrigsten Drucks angeschlossene Pumpe gegen die an den Raum b angeschlossene, dann als Vorvakuumpumpe dienende Pumpe arbeiten zu lassen. Es wurde gefunden, daß es möglich ist, die Saugleistung der. Pumpe auf die gewünschten Druckstufen abzustimmen bzw. passende Pumpen auszuwählen.
Von besonderer Wichtigkeit ist der Sitz und die Passung der einzelnen Düsenblenden auf den zugehörigen Kammerwänden. In der dargestellten Form ist die äußere Düsenscheibe h in einen Schliff der äußeren Wandung η eingesetzt und durch Schrauben gehalten. Der innere Düsenstift g ist mittels einer Hülse auf den Ansatz an der inneren Trennwand aufgesetzt oder aufgeschraubt.
Es können weiter konstruktive Maßnahmen getroffen sein, die eine Einstellung des gewünschten Abstandes zwischen den beiden Düsenblenden als auch die Feinausrichtung des Düsenstiftes g bzw. der Düsenplatte h ermöglichen, so daß die Kapillare genau auf die öffnung der Düse ausgerichtet ist.
Von großer Wichtigkeit für eine leichte Bedienung und optimale Ausnutzung des mit der Druckstufenstrecke ausgerüsteten Strahlapparates ist die Vorrichtung zur Justierung des Strahlsystems. Sie soll ermöglichen, daß der von irgendeiner in Frage kommenden Strahlungsquelle c, beispielsweise von einer bekannten Fernfokuskathode, einer kalten Kathode oder einem anderen zur Erzeugung starker und energiereicher Korpuskularstrahlen im Vakuum bekannten Mittel erzeugte und ausgehende Strahl genau die innere öffnung der Kapillare im Stift g trifft und deren Richtung erhält. Hierzu können an sich bekante Justiermaßnahmen dienen. Insbesondere empfehlen sich jedoch Justier- und Zentriervorrichtungen von der Bauart, wie sie in einem Beispiel in der Zeichnung dargestellt ist. Für das Gehäuse des Strahlapparates bzw. für das Gehäuse der Druckstufenstrecke sind dabei je ein Kugelschliff S1 und J2 mit verschiedenem Krümmungsradius und Krümmungszentrum vorgesehen, welche mittels der Spindel et und e2 zu bedienen sind. Falls die Krümmungszentren in entgegengesetzter Richtung liegen, können die Krümmungsradien beider Schliffe auch gleich sein.
Der vordere Kugelschliff S2 gehört als konstruktive Einheit zur Druckstufe. Es bleibt gleich, welche Strahlquelle und Strahlenoptik verwendet wird. Der hintere Kugelschliff S1 gehört baulich zur Strahlquelle und richtet sich in seinen Maßen nach dem angewandten Strahlenerzeugungssystem. Die eigentliche Strahlquelle und das Gehäuse der Druckstufenstrecke sind am Flansch / miteinander verbunden. Dabei ist jedenfalls sehr vorteilhaft, daß bei Verwendung eines anderen Teilchenbeschleunigers an der Druckstufenstrecke nichts geändert werden braucht, insbesondere keine anderen Hochvakuumpumpen oder andere Anschlüsse notwendig sind.
Es empfiehlt sich bei den Kugelschliffen, die
Kugelflächen am kleinen Durchmesser abzusetzen bzw. sie dort mit einem Abschirmring von einer Breite zu versehen, daß keine tragenden Teile der Fläche frei ins Hochvakuum hineinragen und eine dort versehentlich entstehende Gasentladung keine Brandspuren auf dem Schliff hinterlassen kann. Wenn der Kugelschliff mit einer dünnen Hochvakuumfettschicht geschmiert ist, kann Metall auf Metall aufeinander gleiten, und er ist dann hqchvakuumdicht ohne Verwendung von Faltenbälgen. Abgesehen von der Einfachheit und Sicherheit der Einjustierung vermittels der beiden Kugelschliffe ist damit auch noch der beachtliche Vorteil verbunden, daß die Bauhöhe des Apparates verhältnismäßig klein gehalten werden kann.
Bei einem Gerät mit einer Druckstufenanordnung der vorliegenden Art und Bemessung ist der Gasstrom in den vakuumseitigen Düsenblenden nur noch ein verschwindender Bruchteil des bei Verwendung nur einer einzigen Düse in das Vakuum eintretenden Gasstromes, ohne daß Streuverluste von Bedeutung eintreten. Weiterhin besitzt die erfindungsgemäße Druckstufenausführung einen Vorzug darin, daß wegen der trichter- und kegelförmigen Ausführung der Düsenblenden und der daraus resultierenden Erweiterung der Druckstufenkammer in radialer Richtung nach außen die Strömungsverhältnisse in clen Düsen und in den einzelnen Zwischenräumen zwischen den Düsenblenden sehr viel günstiger sind als bei flachen Druckkammern zwischen ebenen Düsenblenden. Die einzelnen Blenden wirken durch ihre kegelförmige Gestalt wie Gasfallen, da die Düsenöffnungen in der Spitze der Blenden nur einen geringen Teil des Quer-Schnitts ausmachen, der zur Ausbreitung des aus der vorgesetzten Düsenöffnung eindringenden Gasstroms zur Verfugung steht.
Bei der Ausführung einer Druckstufenstrecke der vorliegenden Art ist der Gesamtweg vom Vakuum zum Hochdruck sehr kurz und somit sind Verluste durch Streuung des Korpuskularstrahls gering. Da ferner die Wandungen der einzelnen Druckkammern durch die trichter- oder kegelförmige Ausbildung der Düsenblenden sehr großflächig sind, wird eine sehr gute Wärmeableitung erreicht und für den Ansatz der möglichst weiten Pumpstutzen steht genügend Raum zur Verfugung.
Während die an den hohen Druck angrenzende Düsenblende aus einem dünnen Plättchen bestehen kann, ohne daß mehr Gas durch die feine Öffnung als durch einen längeren Düsenkanal einströmt, ist zweckmäßig die Düse in der inneren Blende als langer Kanal oder als Kapillare ausgebildet, so daß auf dem verhältnismäßig langen Weg in der Kapillare schon ein großer Drucksprung sich ausbilden und der Druck in der ersten, an das Hochvakuum anschließenden Stufenkammer schon ziemlich hoch sein kann. In diesem niederen Druckbereich wird nämlich durch die Längsausdehnung des Kanals die Gasströmung stark gedrosselt. Andererseits wird jedoch der Korpuskularstrahl nicht wesentlich beeinflußt, da das Produkt Druck mal Weg, das für die Streuung eines Korpuskularstrahls bestimmend ist, wegen des geringen hier vorliegenden Drucks klein bleibt.
Ein für die Handhabung und vielfältige Anwendung der Vorrichtung zur Herausführung eines Korpuskularstrahls in die Atmosphäre großer Vorteil ergibt sich durch die vorgeschlagene Auswechselbarkeit einzelner Düsen oder eines Düsensatzes. Denn dann lassen sich sowohl mit der Zeit schadhaft gewordene Düsenblenden in einfacher Weise gegen neue ersetzen, als auch für verschiedene Anwendungsgebiete Blenden verschiedener Düsengröße oder Form anbringen. Beispielsweise sollen mit derselben Vorrichtung Strahlen mit verschiedenem Bündelungsquerschnitt erzeugt werden, wofür Blenden und entsprechende Düsendurchmesser notwendig sind, unabhängig wie die Blenden sonst gestaltet sein mögen. 8<>
Durch vorgesehene Maßnahmen, die eine Ausrichtung der Düsenöffnungen und -kanäle aufeinander ermöglichen, beispielsweise dadurch, daß einzelne Düsenblenden oder die Blenden satzweise in Strahlrichtung sowie quer dazu verschiebbar und mit geeigneten Mitteln in der gewünschten Lage feststellbar sind, werden weitere praktisch wichtige Vorteile erzielt.
Es hat sich ferner als günstig herausgestellt, für die vakuumseitigei Düsenblenden in Form langer und schlanker Kegel einen großflächigen Sitz vorzusehen. Durch den von der Fernfokuskathode nicht genügend gebündelten Strahlenanteil, der durch die vakuumseitige Blende bis auf den zentralen Strahlteil aufgehalten wird, erhitzt sich nämlich der um die Blendenöffnung liegende Wandteil. Durch die großflächige, kegelmantelförmige Gestalt dieses Wandteils wird die Wärme verteilt und gut abgeleitet. Auch eine zusätzliche Kühlvorrichtung, beispielsweise mit Wasser, ist möglich. Man kann auch noch eine mit Wasser gekühlte, vorzugsweise ebenfalls trichterförmig ausgebildete Vorblende anwenden, um die thermische Belastung der eigentlichen Düsenblenden durch den auftretenden Strahl weitgehendst zu verringern.
Die Maßnahme, den Blendensitz so einzurichten, daß der Abstand zwischen den einzelnen Düsenspitzen fein reguliert werden kann, bringt insofern Vorteile, als man dadurch die Druckstufen bei möglicherweise gleichbleibender Leistung der ein- no zelnen Pumpen in gewünschter Weise auf vorbestimmte Werte abstimmen kann. Man hat es also mit der gesamten Vorrichtung sehr gut in der Hand, durch entsprechende Bemessungen der Düsenöffnungen und des Abstandes zwischen den "5 Düsen, sich im breiten Rahmen dem jeweiligen Zweck gemäß anzupassen.
Besonders wichtig ist eine weitere Ausbildung, nach der die Bauelemente der Druckstufen, insbesondere also die Düsenblenden, zugleich als Mittel zur geometrisch-optischen Beeinflussung, insbesondere zur Bündelung des Korpuskularstrahls ausgebildet sind. So kann der Kanal in der vakuumseitigen Düsenblende am Anfang erweitert und passend verlängert sein, so daß er als negative, elektrostatische Linse wirken kann und die Stromdichte
des Korpu.-kuL rstrahls an der engsten Stelle der Druckstrecl e wesentlich erhöht ist und somit zur Bündelung les Korpuskularstrahles entscheidend beiträgt. So lassen sich auch die Düsenblenden als Polschuhe magnetischer Linsen ausbilden, die zum Durchlaß des Korpuskularstrahles durchbohrt sind. Die Pumpen für die einzelnen Druckstufen wählt man aus den zur Verfügung stehenden Pumpen passend aus; jedoch gibt es für bestimmte Zwischenstufen zur Zeit keine besonders günstigen handelsüblichen Pumpen. Alan kann eine Anpassung dadurch erzielen, daß man beispielsweise eine rotierende Pumpe mit sehr dünnflüssigem Öl füllt, ohne Rücksicht auf dessen Dampfdruck, und sie mit höherer als die normale Drehzahl betreibt. Man kann auch bei Verwendung mehrstufiger Pumpen jede Stufe mit einem Saugstutzen versehen und mit der passenden Druckstufe verbinden oder die Pumpe einer jed^n Druckstufe gegen die nächsthöhere Druckstufe arbeiten lassen. Es liegt auch im Bereich der Erfindung, wenn die Druckstufenstrecke bzw. der gt samte Korpuskularstrahlapparat mit den Pumpen zu einer konstruktiven Einheit vereinigt ist, so daß keinerlei die Saugleistung drosselnde Rohrleitungen erforderlich sind.
Eine Korpuskularstrahlvorrichtung mit einer Druckstufenstrecke der vorliegenden Art kommt vielen Bedürfnissen in Wissenschaft und Technik entgegen, wo es sich darum handelt, Korpuskularstrahlen möglichst ungeschwä'cht in Räumen normalen Druckes anzuwenden.

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Dynamische Druckstufenstrecke zur Überführung eines Korpuskularstrahlenbündels aus Räumen niederen Gasdruckes in Räume höheren Gasdruckes durch feine, aufeinander ausgerichtete öffnungen in Blenden aus chemisch widerstandsfähigem und hitzebeständigem Material, die in den Trennwänden der Druckstufenkammern sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden einen derartigen gegenseitigen Abstand in der Größenordnung der Öffnungsdurchmesser haben, daß die Ausbildung von Dichtemaxima und Dichteminima in dem einströmenden Gasstrahl begünstigt wird, und die :n der Gasstrahlrichtung jeweils nächste Düsen-"ui!ung in einem Dichteminimum liegt.
2. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenblenden in an sich bekannter Weise als Trichter bzw. als Kegelmantel mit einer entsprechend ihrer Reihenfolge in der Druckstufe von außen nach innen immer schlankeren Kegelgestalt und in Richtung des Korpuskularstrahlbündels zeigenden Spitze ausgebildet und ineinandergeschachtelt sind.
3. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Trennwänden zwischen den Druckstufenkammern sitzenden Düsenblenden einzeln oder satzweise auswechselbar sind.
4· Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste an den Atmosphärendruck grenzende Düsenblende in an sich bekannter Weise aus einer dünnen Scheibe oder Platte mit zentrischer Düsenbohrung besteht.
5. Dynamische Druckstufenstrecke nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Kammer mit niedrigstem Druck angrenzer Je Düsenblende die au sich bekannte Form eines schlanken Stiftes mit zentrisch durchgehender Bohrung besitzt.
6. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Düsenblenden tragenden Trennwände zwischen den Druckstufenkammern kegelmantelförmig in Rit,llung des Korpuskularstrahlbündels gestülpt sind.
7. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände zwischen den Druckstufenkammern, insbesondere die innere Trennwand und/ oder die Düsenblenden gekühlt sind.
8. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenkammer zwischen der strahlerzeugenden Vorrichtung und der innersten Düsenblende eine gegebenenfalls wassergekühlte und trichterförmig in Strahlrichtung gestülpte, zum Abschirmen nicht gebündelter Strahlteile dienende Vorblende liegt.
9. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Düsenblenden gleichzeitig als elektrostatisch oder magnetisch wirksame Linse zur Ablenkung und Bündelung des Strahles ausgestaltet ist.
10. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung und der Auftreffpunkt des Korpuskularstrahls fein regulierbar ist vermittels je eines Kugelschliffs für den die Druckstufenstrecke tragenden Gehäuseteil und für die Strahlenquelle bzw. den die Strahlenquelle tragenden Gehäuseteil, wobei die beiden Kugelschliffe verschiedene Krümmungszentren und . verschiedene oder auch bei entgegengesetzter Lage der Krümmungszentren gleiche Krümmungsradien besitzen.
11. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenblenden einzeln oder satzweise gegeneinander justierbar sind.
12. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch i, 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal in dem inneren Düsenstift bzw. die Bohrung in der Trennwand, die den Sitz des Stiftes bildet, zur Erzielung einer Linsenwirkung verlängert und/oder nach außen erweitert ist.
13. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des Düsenstiftes Kanäle oder Schlitze
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vorhanden sind, durch die die Düsenkapillare mit einer oder mehreren Druckstufenkammern, entsprechend des Druckgefälles, in Verbindung steht.
14. Dynamische Druckstufenstrecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen entsprechend der gewünschten Druckstufe ausgewählt sind.
15. Dynamische Druckstufenstrecke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen in Kaskadenschaltung angeordnet sind, so daß jeweils die Pumpe für eine Stufe kleineren Druckes gegen den Druck der nächsthöheren Druckstufe arbeitet.
16. Dynamische Druckstufenstrecke nach
einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstufenstrecke bzw. der gesamte Korpuskularstrahlapparat und die erforderlichen Pumpen unter Fortfall von Rohrleitungen zu einer konstruktiven Einheit vereinigt sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 233969;
Prandtl, Führer durch die Strömungslehre, 2. Auflage, 1944, S. 240;
Zeitschrift für angewandte Physik, Bd. 9, 1957, Heft 2, S. 88 bis 95;
Zeitschrift für Naturforschung, Bd. 69, 1951, S. 704;
Optik, Bd. 5, 1949. S. 463 bis 468.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DESCH10753A 1952-10-17 1952-10-17 Dynamische Druckstufenstrecke zur UEberfuehrung eines Korpuskular-strahlbuendels aus Raeumen niederen Gasdruckes in Raeume hoeheren Gasdruckes Expired DE971610C (de)

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