JP3497336B2 - エネルギーフィルタ - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
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- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オメガ型エネルギーフ
ィルタ、アルファ型エネルギーフィルタ等の透過型エネ
ルギーフィルタに係り、特に、それらのエネルギーフィ
ルタを構成するマグネットに供給する励磁電流の制御に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】オメガ型エネルギーフィルタ（以下、単
にΩフィルタと記す）、あるいはアルファ型エネルギー
フィルタ（以下、単にαフィルタと記す）は、透過型電
子顕微鏡において試料を透過した電子線の中の所定のエ
ネルギーを有する電子のみを検出するために用いられて
いる。 【０００３】図４はΩフィルタの構成例を示す図であ
る。図４に示すΩフィルタは４個のマグネット１1 ，１
2 ，１3 ，１4 を備えており、マグネット１1 は電源２
1 から供給される電流ｉ1 によって励磁され、マグネッ
ト１2 は電源２2 から供給される電流ｉ2 によって励磁
され、マグネット１3 は電源２3 から供給される電流ｉ
3 によって励磁され、マグネット１4 は電源２4 から供
給される電流ｉ4 によって励磁されている。 【０００４】また、マグネット１1 とマグネット１4 は
全体として同極性になされ、マグネット１2 とマグネッ
ト１3 は全体として同極性になされ、マグネット１1 と
マグネット１2 とは全体として逆極性になされている。
ここで、マグネット１1 とマグネット１4 は全体として
同極性という意味は、マグネット１1 とマグネット１4
のコイルの巻き方向、励磁電流ｉ1 、ｉ4 の方向は問わ
ず、結果としてマグネット１1 とマグネット１4 は同じ
極性になされていることを意味する。全体として逆極性
の意味も同様である。なお、図４において、ｒ1 ，ｒ
2 ，ｒ3 ，ｒ4 は、それぞれ、所定のエネルギーを有す
る電子がマグネット１1 中を通るときの軌道の半径、マ
グネット１2 中を通るときの軌道の半径、マグネット１
3 中を通るときの軌道の半径、マグネット１4 中を通る
ときの軌道の半径を示している。 【０００５】ここで、電子の質量をｍ、電子の速度を
ｖ、電子電荷をｅ、マグネット１1 の磁束密度をＢ1 と
すると、ｒ1 は ｒ1 ＝ｍｖ／ｅＢ1 …(1) で与えられることは明らかである。その他の軌道半径ｒ
2 ，ｒ3 ，ｒ4 についても同様である。なお、各マグネ
ットの磁束密度Ｂは、真空の透磁率をμ、巻数をＮ、励
磁電流をｉ、マグネットのギャップをＤとして Ｂ＝μＮｉ／Ｄ …(2) で現されることは周知である。 【０００６】そして、図４に示す構成において各マグネ
ット１1 ，１2 ，１3 ，１4 のギャップ長が同一である
とすると、 ｉ1 ＝Ｔ／ｒ1Ｎ1 …(3) ｉ2 ＝Ｔ／ｒ2Ｎ2 …(4) ｉ3 ＝Ｔ／ｒ3Ｎ3 …(5) ｉ4 ＝Ｔ／ｒ4Ｎ4 …(6) とすることによって、入射される電子線の中の所定のエ
ネルギーを有する電子のみが図のＯで示すように略Ω字
状の軌道を通って出射されることになる。なお、(3)〜
(6)式において、Ｔは略Ω字状の軌道Ｏを通る電子の速
度ｖと、各マグネット１1 ，１2 ，１3 ，１4 のギャッ
プ長Ｄで定まる共通の係数であり、真空の透磁率をμと
して Ｔ＝ｍｖＤ／ｅμ …(7) で表される。Ｎ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 ，Ｎ4 はそれぞれマグネ
ット１1 ，１2 ，１3 ，１4 のコイルの巻き数を示す。 【０００７】また、図５はαフィルタの構成例を示す図
である。図５に示すαフィルタは３個のマグネット
１11，１12，１13を備えており、マグネット１11は電源
２11から供給される電流ｉ11によって励磁され、マグネ
ット１12は電源２12から供給される電流ｉ12によって励
磁され、マグネット１13は電源２13から供給される電流
ｉ13によって励磁されている。 【０００８】また、これら３個のマグネット１11，
１12，１13は全て全体として同極性になされている。 【０００９】この構成によって、入射される電子線の中
の所定のエネルギーを有する電子のみが図のＯで示すよ
うに略α字状の軌道を通って出射されることになる。な
お、図５において、ｒ11，ｒ12，ｒ13は、それぞれ、所
定のエネルギーを有する電子がマグネット１11中を通る
ときの軌道の半径、マグネット１12中を通るときの軌道
の半径、マグネット１13 中を通るときの軌道の半径を
示している。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ωフィルタにおいては、図４に示すように各マグネット
にそれぞれ一つの電源を備えているので、Ωフィルタで
選択する電子のエネルギー、即ち速度ｖを調整する場合
には、４個の電源をそれぞれ(3)〜(6)式を満足するよう
に調整しなければならず、非常に面倒、且つ煩雑なもの
であった。このことはαフィルタにおいても同様である
ことは明らかである。 【００１１】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、一つのパラメータによって全てのマグネットに供
給する励磁電流を決定することができるエネルギーフィ
ルタを提供することを目的とするものである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のエネルギーフィルタは、ギャップ長が等
しい複数のマグネットを備え、所定のエネルギーを有す
る電子に対して略Ω字状または略α字状の所定の形状の
軌道を描かせるエネルギーフィルタにおいて、前記複数
のマグネット中の１つのマグネットのコイルに供給する
励磁電流が与えられたとき、その与えられた励磁電流と
各マグネットのコイルの巻き数に基づき、その他のマグ
ネットに供給する励磁電流を決定することを特徴とす
る。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明するが、まず本発明の基本的な考え方に
ついて説明する。 【００１４】図４に示すΩフィルタでは電子の軌道Ｏは
図中の破線に関して上下対称であることが必要である。
即ち、 ｒ1 ＝ｒ4 …(8) ｒ2 ＝ｒ3 …(9) であることが要求される。従って、(3)式及び(6)式か
ら、Ｎ1 ＝Ｎ4 であればｉ1 ＝ｉ4 となり、同様に、
(4)式及び(5)式から、Ｎ2 ＝Ｎ3 であればｉ2 ＝ｉ3と
なる。 【００１５】このことから、図４において、マグネット
１1 とマグネット１4 のコイルの巻数を同じとして、こ
れらのマグネット１1 ，１4 のコイルを直列に接続する
と共に、マグネット１2 とマグネット１3 のコイルの巻
数を同じとして、これらのマグネット１2 ，１3 のコイ
ルを直列に接続すると、図１に示すように電源は２個で
よく、従って選択する電子のエネルギーを変更するとき
には２個の電源２1 ，２2 を調整すればよいことにな
る。即ち、調整すべきパラメータは２となる。そして、
このとき電源２1 ，２2 から供給する励磁電流ｉ1 ，ｉ
2 はそれぞれ ｉ1 ＝Ｔ／ｒ1Ｎ1 …(10) i2 ＝Ｔ／ｒ2Ｎ2 …(11) となる。なお、図１に示す構成においてもマグネット１
1 とマグネット１4 は全体として同極性とし、マグネッ
ト１2 とマグネット１3 は全体として同極性とし、更に
マグネット１1 とマグネット１2 とは全体として逆極性
にすることは当然である。 【００１６】しかし、図１に示す構成では選択する電子
のエネルギーを変更するときに調整するパラメータを２
に減らすことはできるが、二つの電源２1 ，２2 を調整
するのは面倒である。そこで、パラメータを一つにする
ことを考える。 【００１７】ところで、Ωフィルタ内での電子の軌道が
図１の破線に関して上下対称となり、且つマグネット１
4 から出射するときの軌道をマグネット１1 に入射する
ときの軌道に振り戻すためには、ｐを定数として ｒ1／ｒ2 ＝ｐ …(12) を満足しなければならない。この定数ｐはそれぞれのマ
グネットの形状、電子の偏向角に依存するものであり、
各マグネットの形状、各マグネット内における電子の軌
道が決定されれば一義的に定まる。つまり、定数ｐは一
つのΩフィルタに固有の値である。 【００１８】そして、全てのマグネット１1 ，１2 ，１
3 ，１4 のギャップ長が同じであれば、(1)式と(12)式
とから ｐ＝Ｂ2／Ｂ1 …(13) を得る。ここで、Ｂ1 ，Ｂ2 は、それぞれ、マグネット
１1 ，１2 の磁束密度である。 【００１９】また、(2)式を考慮すれば、 ｐ＝Ｎ2ｉ2／Ｎ1ｉ1 …(14) 更に、(1),(2),(8),(9)式から Ｎ3ｉ3＝Ｎ2ｉ2 …(15) N4ｉ4＝Ｎ1ｉ1 …(16) が得られる。 【００２０】さて、ｉ1 は(3)式から得られ、ｉ2 は(1
4)式から Ｉ2 ＝ｐｉ1Ｎ1／Ｎ2 …(17) で得られ、Ｎ1 ，Ｎ2 ，ｐは当該Ωフィルタに固有の値
であるから、選択する電子のエネルギーを変更する際に
ｉ1 定めれば、それに応じてｉ2 は一義的に定められる
ことになる。即ち、制御すべきパラメータをｉ1 唯一つ
とすることができることが分かる。 【００２１】即ち、いま、式を簡易化するために ｐ′＝ｐＮ1／Ｎ2 …(18) とおけば、ｉ2 は次の(19)式で一義的に決定される。 【００２２】Ｉ2 ＝Ｉ1ｐ′ …(19) そこで、図２に示す構成とする。図２において、制御装
置５はプロセッシングユニットで構成されるものであ
り、操作装置６はキーボードや調整摘み等を含んでい
る。その他については図１で説明したと同じである。即
ち、マグネット１1とマグネット１4 のコイルの巻数は
同じであり、これらのマグネット１1 ，１4のコイルは
直列に接続されており、マグネット１2 とマグネット１
3 のコイルの巻数は同じであり、これらのマグネット１
2 ，１3 のコイルは直列に接続されている。 【００２３】図２において、操作装置６によって電源２
1 から出力する励磁電流ｉ1 を設定すると、制御装置５
は、その設定された励磁電流ｉ1 を電源２1 に通知する
と共に、上記(17)式により励磁電流ｉ2 を演算して求
め、それを電源２2 に通知する。これによって、電源２
1 はｉ1 の電流を出力し、電源２2 はｉ2 の電流を出力
するので、当該電流ｉ1 ，ｉ2 に対応するエネルギーを
有する電子、即ち(3)式と(7)式とから ｖ＝μｉ1ｒ1Ｎ1／ｍＤ …(20) で定められる速度ｖを有する電子は、図２の破線に関し
て上下対称の軌道を通り、且つマグネット１4 から出射
するときにはマグネット１1 に入射するときの軌道に振
り戻される。所望のエネルギーを有する電子を選択する
場合には、例えば(7)式によって必要な励磁電流ｉ1 を
求め、その値を操作装置６で設定すればよい。 【００２４】以上のように、このエネルギーフィルタに
よれば、各マグネットのコイルに与える励磁電流を変更
するに必要なパラメータは一つであるので、調整は非常
に容易となる。 【００２５】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、次に図３を参照して本発明の他の実施形態につい
て説明する。 【００２６】図３に示す構成では電源は図中７で示すも
の１個だけを有しており、電源７の出力電流を抵抗Ｒ
1 ，Ｒ2 で分流するようになされている。これらの抵抗
Ｒ1 ，Ｒ2 は （ＲA＋Ｒ1）／（ＲB＋Ｒ2）＝ｐ′ …(21) を満足するように設定する。ここで、ＲA はマグネット
１1 のコイルの抵抗値とマグネット１4 のコイルの抵抗
値との合計値であり、ＲB はマグネット１2 のコイルの
抵抗値とマグネット１3 のコイルの抵抗値との合計値で
ある。 【００２７】この構成によれば、電源７から励磁電流ｉ
1 を出力させれば、マグネット１2のコイルに流入する
励磁電流ｉ2 は ｉ2 ＝ｉ1ｐ′ …(22) となるので、当該電流ｉ1 ，ｉ2 に対応するエネルギー
を有する電子、即ち(20)式で定められる速度ｖを有する
電子は、図３の破線に関して上下対称の軌道を通り、且
つマグネット１4 から出射するときにはマグネット１1
に入射するときの軌道に振り戻されることになる。 【００２８】以上のように、このエネルギーフィルタに
よれば、各マグネットのコイルに与える励磁電流を変更
するに必要なパラメータは一つであるので、調整は非常
に容易となる。 【００２９】以上、Ωフィルタについて説明したが、α
フィルタにおいても同様に一つのパラメータで全てのマ
グネットに供給する励磁電流を決定できることは明らか
である。また、Ωフィルタ、αフィルタには種々の構成
のものが知られているが、本発明はどのような構成のΩ
フィルタ、αフィルタにも適用できるものである。
ィルタ、アルファ型エネルギーフィルタ等の透過型エネ
ルギーフィルタに係り、特に、それらのエネルギーフィ
ルタを構成するマグネットに供給する励磁電流の制御に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】オメガ型エネルギーフィルタ（以下、単
にΩフィルタと記す）、あるいはアルファ型エネルギー
フィルタ（以下、単にαフィルタと記す）は、透過型電
子顕微鏡において試料を透過した電子線の中の所定のエ
ネルギーを有する電子のみを検出するために用いられて
いる。 【０００３】図４はΩフィルタの構成例を示す図であ
る。図４に示すΩフィルタは４個のマグネット１1 ，１
2 ，１3 ，１4 を備えており、マグネット１1 は電源２
1 から供給される電流ｉ1 によって励磁され、マグネッ
ト１2 は電源２2 から供給される電流ｉ2 によって励磁
され、マグネット１3 は電源２3 から供給される電流ｉ
3 によって励磁され、マグネット１4 は電源２4 から供
給される電流ｉ4 によって励磁されている。 【０００４】また、マグネット１1 とマグネット１4 は
全体として同極性になされ、マグネット１2 とマグネッ
ト１3 は全体として同極性になされ、マグネット１1 と
マグネット１2 とは全体として逆極性になされている。
ここで、マグネット１1 とマグネット１4 は全体として
同極性という意味は、マグネット１1 とマグネット１4
のコイルの巻き方向、励磁電流ｉ1 、ｉ4 の方向は問わ
ず、結果としてマグネット１1 とマグネット１4 は同じ
極性になされていることを意味する。全体として逆極性
の意味も同様である。なお、図４において、ｒ1 ，ｒ
2 ，ｒ3 ，ｒ4 は、それぞれ、所定のエネルギーを有す
る電子がマグネット１1 中を通るときの軌道の半径、マ
グネット１2 中を通るときの軌道の半径、マグネット１
3 中を通るときの軌道の半径、マグネット１4 中を通る
ときの軌道の半径を示している。 【０００５】ここで、電子の質量をｍ、電子の速度を
ｖ、電子電荷をｅ、マグネット１1 の磁束密度をＢ1 と
すると、ｒ1 は ｒ1 ＝ｍｖ／ｅＢ1 …(1) で与えられることは明らかである。その他の軌道半径ｒ
2 ，ｒ3 ，ｒ4 についても同様である。なお、各マグネ
ットの磁束密度Ｂは、真空の透磁率をμ、巻数をＮ、励
磁電流をｉ、マグネットのギャップをＤとして Ｂ＝μＮｉ／Ｄ …(2) で現されることは周知である。 【０００６】そして、図４に示す構成において各マグネ
ット１1 ，１2 ，１3 ，１4 のギャップ長が同一である
とすると、 ｉ1 ＝Ｔ／ｒ1Ｎ1 …(3) ｉ2 ＝Ｔ／ｒ2Ｎ2 …(4) ｉ3 ＝Ｔ／ｒ3Ｎ3 …(5) ｉ4 ＝Ｔ／ｒ4Ｎ4 …(6) とすることによって、入射される電子線の中の所定のエ
ネルギーを有する電子のみが図のＯで示すように略Ω字
状の軌道を通って出射されることになる。なお、(3)〜
(6)式において、Ｔは略Ω字状の軌道Ｏを通る電子の速
度ｖと、各マグネット１1 ，１2 ，１3 ，１4 のギャッ
プ長Ｄで定まる共通の係数であり、真空の透磁率をμと
して Ｔ＝ｍｖＤ／ｅμ …(7) で表される。Ｎ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 ，Ｎ4 はそれぞれマグネ
ット１1 ，１2 ，１3 ，１4 のコイルの巻き数を示す。 【０００７】また、図５はαフィルタの構成例を示す図
である。図５に示すαフィルタは３個のマグネット
１11，１12，１13を備えており、マグネット１11は電源
２11から供給される電流ｉ11によって励磁され、マグネ
ット１12は電源２12から供給される電流ｉ12によって励
磁され、マグネット１13は電源２13から供給される電流
ｉ13によって励磁されている。 【０００８】また、これら３個のマグネット１11，
１12，１13は全て全体として同極性になされている。 【０００９】この構成によって、入射される電子線の中
の所定のエネルギーを有する電子のみが図のＯで示すよ
うに略α字状の軌道を通って出射されることになる。な
お、図５において、ｒ11，ｒ12，ｒ13は、それぞれ、所
定のエネルギーを有する電子がマグネット１11中を通る
ときの軌道の半径、マグネット１12中を通るときの軌道
の半径、マグネット１13 中を通るときの軌道の半径を
示している。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ωフィルタにおいては、図４に示すように各マグネット
にそれぞれ一つの電源を備えているので、Ωフィルタで
選択する電子のエネルギー、即ち速度ｖを調整する場合
には、４個の電源をそれぞれ(3)〜(6)式を満足するよう
に調整しなければならず、非常に面倒、且つ煩雑なもの
であった。このことはαフィルタにおいても同様である
ことは明らかである。 【００１１】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、一つのパラメータによって全てのマグネットに供
給する励磁電流を決定することができるエネルギーフィ
ルタを提供することを目的とするものである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のエネルギーフィルタは、ギャップ長が等
しい複数のマグネットを備え、所定のエネルギーを有す
る電子に対して略Ω字状または略α字状の所定の形状の
軌道を描かせるエネルギーフィルタにおいて、前記複数
のマグネット中の１つのマグネットのコイルに供給する
励磁電流が与えられたとき、その与えられた励磁電流と
各マグネットのコイルの巻き数に基づき、その他のマグ
ネットに供給する励磁電流を決定することを特徴とす
る。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明するが、まず本発明の基本的な考え方に
ついて説明する。 【００１４】図４に示すΩフィルタでは電子の軌道Ｏは
図中の破線に関して上下対称であることが必要である。
即ち、 ｒ1 ＝ｒ4 …(8) ｒ2 ＝ｒ3 …(9) であることが要求される。従って、(3)式及び(6)式か
ら、Ｎ1 ＝Ｎ4 であればｉ1 ＝ｉ4 となり、同様に、
(4)式及び(5)式から、Ｎ2 ＝Ｎ3 であればｉ2 ＝ｉ3と
なる。 【００１５】このことから、図４において、マグネット
１1 とマグネット１4 のコイルの巻数を同じとして、こ
れらのマグネット１1 ，１4 のコイルを直列に接続する
と共に、マグネット１2 とマグネット１3 のコイルの巻
数を同じとして、これらのマグネット１2 ，１3 のコイ
ルを直列に接続すると、図１に示すように電源は２個で
よく、従って選択する電子のエネルギーを変更するとき
には２個の電源２1 ，２2 を調整すればよいことにな
る。即ち、調整すべきパラメータは２となる。そして、
このとき電源２1 ，２2 から供給する励磁電流ｉ1 ，ｉ
2 はそれぞれ ｉ1 ＝Ｔ／ｒ1Ｎ1 …(10) i2 ＝Ｔ／ｒ2Ｎ2 …(11) となる。なお、図１に示す構成においてもマグネット１
1 とマグネット１4 は全体として同極性とし、マグネッ
ト１2 とマグネット１3 は全体として同極性とし、更に
マグネット１1 とマグネット１2 とは全体として逆極性
にすることは当然である。 【００１６】しかし、図１に示す構成では選択する電子
のエネルギーを変更するときに調整するパラメータを２
に減らすことはできるが、二つの電源２1 ，２2 を調整
するのは面倒である。そこで、パラメータを一つにする
ことを考える。 【００１７】ところで、Ωフィルタ内での電子の軌道が
図１の破線に関して上下対称となり、且つマグネット１
4 から出射するときの軌道をマグネット１1 に入射する
ときの軌道に振り戻すためには、ｐを定数として ｒ1／ｒ2 ＝ｐ …(12) を満足しなければならない。この定数ｐはそれぞれのマ
グネットの形状、電子の偏向角に依存するものであり、
各マグネットの形状、各マグネット内における電子の軌
道が決定されれば一義的に定まる。つまり、定数ｐは一
つのΩフィルタに固有の値である。 【００１８】そして、全てのマグネット１1 ，１2 ，１
3 ，１4 のギャップ長が同じであれば、(1)式と(12)式
とから ｐ＝Ｂ2／Ｂ1 …(13) を得る。ここで、Ｂ1 ，Ｂ2 は、それぞれ、マグネット
１1 ，１2 の磁束密度である。 【００１９】また、(2)式を考慮すれば、 ｐ＝Ｎ2ｉ2／Ｎ1ｉ1 …(14) 更に、(1),(2),(8),(9)式から Ｎ3ｉ3＝Ｎ2ｉ2 …(15) N4ｉ4＝Ｎ1ｉ1 …(16) が得られる。 【００２０】さて、ｉ1 は(3)式から得られ、ｉ2 は(1
4)式から Ｉ2 ＝ｐｉ1Ｎ1／Ｎ2 …(17) で得られ、Ｎ1 ，Ｎ2 ，ｐは当該Ωフィルタに固有の値
であるから、選択する電子のエネルギーを変更する際に
ｉ1 定めれば、それに応じてｉ2 は一義的に定められる
ことになる。即ち、制御すべきパラメータをｉ1 唯一つ
とすることができることが分かる。 【００２１】即ち、いま、式を簡易化するために ｐ′＝ｐＮ1／Ｎ2 …(18) とおけば、ｉ2 は次の(19)式で一義的に決定される。 【００２２】Ｉ2 ＝Ｉ1ｐ′ …(19) そこで、図２に示す構成とする。図２において、制御装
置５はプロセッシングユニットで構成されるものであ
り、操作装置６はキーボードや調整摘み等を含んでい
る。その他については図１で説明したと同じである。即
ち、マグネット１1とマグネット１4 のコイルの巻数は
同じであり、これらのマグネット１1 ，１4のコイルは
直列に接続されており、マグネット１2 とマグネット１
3 のコイルの巻数は同じであり、これらのマグネット１
2 ，１3 のコイルは直列に接続されている。 【００２３】図２において、操作装置６によって電源２
1 から出力する励磁電流ｉ1 を設定すると、制御装置５
は、その設定された励磁電流ｉ1 を電源２1 に通知する
と共に、上記(17)式により励磁電流ｉ2 を演算して求
め、それを電源２2 に通知する。これによって、電源２
1 はｉ1 の電流を出力し、電源２2 はｉ2 の電流を出力
するので、当該電流ｉ1 ，ｉ2 に対応するエネルギーを
有する電子、即ち(3)式と(7)式とから ｖ＝μｉ1ｒ1Ｎ1／ｍＤ …(20) で定められる速度ｖを有する電子は、図２の破線に関し
て上下対称の軌道を通り、且つマグネット１4 から出射
するときにはマグネット１1 に入射するときの軌道に振
り戻される。所望のエネルギーを有する電子を選択する
場合には、例えば(7)式によって必要な励磁電流ｉ1 を
求め、その値を操作装置６で設定すればよい。 【００２４】以上のように、このエネルギーフィルタに
よれば、各マグネットのコイルに与える励磁電流を変更
するに必要なパラメータは一つであるので、調整は非常
に容易となる。 【００２５】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、次に図３を参照して本発明の他の実施形態につい
て説明する。 【００２６】図３に示す構成では電源は図中７で示すも
の１個だけを有しており、電源７の出力電流を抵抗Ｒ
1 ，Ｒ2 で分流するようになされている。これらの抵抗
Ｒ1 ，Ｒ2 は （ＲA＋Ｒ1）／（ＲB＋Ｒ2）＝ｐ′ …(21) を満足するように設定する。ここで、ＲA はマグネット
１1 のコイルの抵抗値とマグネット１4 のコイルの抵抗
値との合計値であり、ＲB はマグネット１2 のコイルの
抵抗値とマグネット１3 のコイルの抵抗値との合計値で
ある。 【００２７】この構成によれば、電源７から励磁電流ｉ
1 を出力させれば、マグネット１2のコイルに流入する
励磁電流ｉ2 は ｉ2 ＝ｉ1ｐ′ …(22) となるので、当該電流ｉ1 ，ｉ2 に対応するエネルギー
を有する電子、即ち(20)式で定められる速度ｖを有する
電子は、図３の破線に関して上下対称の軌道を通り、且
つマグネット１4 から出射するときにはマグネット１1
に入射するときの軌道に振り戻されることになる。 【００２８】以上のように、このエネルギーフィルタに
よれば、各マグネットのコイルに与える励磁電流を変更
するに必要なパラメータは一つであるので、調整は非常
に容易となる。 【００２９】以上、Ωフィルタについて説明したが、α
フィルタにおいても同様に一つのパラメータで全てのマ
グネットに供給する励磁電流を決定できることは明らか
である。また、Ωフィルタ、αフィルタには種々の構成
のものが知られているが、本発明はどのような構成のΩ
フィルタ、αフィルタにも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ωフィルタにおいて電源を２個とした構成例
を示す図である。 【図２】 本発明に係るエネルギーフィルタをΩフィル
タに適用した場合の一実施形態を示す図である。 【図３】 本発明に係るエネルギーフィルタをΩフィル
タに適用した場合の他の実施形態を示す図である。 【図４】 従来のΩフィルタの構成例を示す図である。 【図５】 従来のαフィルタの構成例を示す図である。 【符号の説明】 １1 ，１2 ，１3 ，１4 …マグネット、２1 ，２2 ，２
3 ，２4 …電源、５…制御装置、６…操作装置、７…電
源。
を示す図である。 【図２】 本発明に係るエネルギーフィルタをΩフィル
タに適用した場合の一実施形態を示す図である。 【図３】 本発明に係るエネルギーフィルタをΩフィル
タに適用した場合の他の実施形態を示す図である。 【図４】 従来のΩフィルタの構成例を示す図である。 【図５】 従来のαフィルタの構成例を示す図である。 【符号の説明】 １1 ，１2 ，１3 ，１4 …マグネット、２1 ，２2 ，２
3 ，２4 …電源、５…制御装置、６…操作装置、７…電
源。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 49/44
H01J 37/05
H01J 37/244
H01J 37/248
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ギャップ長が等しい複数のマグネットを
備え、所定のエネルギーを有する電子に対して略Ω字状
または略α字状の所定の形状の軌道を描かせるエネルギ
ーフィルタにおいて、前記複数のマグネット中の１つの
マグネットのコイルに供給する励磁電流が与えられたと
き、その与えられた励磁電流と各マグネットのコイルの
巻き数に基づき、その他のマグネットに供給する励磁電
流を決定することを特徴とするエネルギーフィルタ。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP32251296A JP3497336B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | エネルギーフィルタ |
| US08/982,718 US5952656A (en) | 1996-12-03 | 1997-12-02 | Energy filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32251296A JP3497336B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | エネルギーフィルタ |
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|---|---|
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| JP3497336B2 true JP3497336B2 (ja) | 2004-02-16 |
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ID=18144492
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP32251296A Expired - Fee Related JP3497336B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | エネルギーフィルタ |
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| JP (1) | JP3497336B2 (ja) |
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1996
- 1996-12-03 JP JP32251296A patent/JP3497336B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-02 US US08/982,718 patent/US5952656A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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