JPS5975550A - 荷電粒子線の集束方法 - Google Patents
荷電粒子線の集束方法Info
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- JPS5975550A JPS5975550A JP57186919A JP18691982A JPS5975550A JP S5975550 A JPS5975550 A JP S5975550A JP 57186919 A JP57186919 A JP 57186919A JP 18691982 A JP18691982 A JP 18691982A JP S5975550 A JPS5975550 A JP S5975550A
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- Japan
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- lens
- filter
- charged particle
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- H—ELECTRICITY
- 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, 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明&31ウィーン型ノイルターどレンズを用いて荷
電粒子線を出来るだ番ノ微小に集束するためのyノ法に
関りる。1 イΔンンイク1.1アナライザー等のように電子以外の
荷電粒子線を用いる装置に使用される荷電粒J′線源か
らは、[]的とり−る一1ネルギーと質量を右りる荷電
粒子線だ(Jではイfく、ぞれらとは箕なった一1ネル
1゛−り迷電)・0買量をイjりるイ苛電粒子線も同1
1.l+に光・lし、この小すシイl 1lil電νf
了線の吊ツノ′X[]的どりるイ゛I;1″J賃おI子
線の亭に比較しく照ン只C′きない程麻(あることが多
い1.ぞのた?))、前記イAンンイク[jアプノイリ
“−においC+JイAン源からのイノ1ンを試J’l
LC集集束るためにレンズ系内にフィルターを設(〕、
不要な荷電粒子線を取り除くJ、うにしくいる1、この
ようイ’c Ll的に使用されるフィルターどし−Cは
静電揚ど静磁揚を両受させた構造の簡甲イfウーr〜ン
ヘリノイルターlが使用されることが多いが、集束レン
ズ系に組み込んだ場合、ウィーン型ノイルクーによる幾
何収zj−,’I’ [?、ルーV−分散が集束レンズ
の9、東作用に少イ3−からぬ影I72?を1)えるこ
とにイトろ、。
電粒子線を出来るだ番ノ微小に集束するためのyノ法に
関りる。1 イΔンンイク1.1アナライザー等のように電子以外の
荷電粒子線を用いる装置に使用される荷電粒J′線源か
らは、[]的とり−る一1ネルギーと質量を右りる荷電
粒子線だ(Jではイfく、ぞれらとは箕なった一1ネル
1゛−り迷電)・0買量をイjりるイ苛電粒子線も同1
1.l+に光・lし、この小すシイl 1lil電νf
了線の吊ツノ′X[]的どりるイ゛I;1″J賃おI子
線の亭に比較しく照ン只C′きない程麻(あることが多
い1.ぞのた?))、前記イAンンイク[jアプノイリ
“−においC+JイAン源からのイノ1ンを試J’l
LC集集束るためにレンズ系内にフィルターを設(〕、
不要な荷電粒子線を取り除くJ、うにしくいる1、この
ようイ’c Ll的に使用されるフィルターどし−Cは
静電揚ど静磁揚を両受させた構造の簡甲イfウーr〜ン
ヘリノイルターlが使用されることが多いが、集束レン
ズ系に組み込んだ場合、ウィーン型ノイルクーによる幾
何収zj−,’I’ [?、ルーV−分散が集束レンズ
の9、東作用に少イ3−からぬ影I72?を1)えるこ
とにイトろ、。
第1VAは従来のイAンンイク11ノ’Jシイリゞ−の
光学系の 例を示!1118図である。1図中イAン源
1から光散りるイA−ンビーム2(ま光軸/に沿・ノー
(配置おれた二段の集束用静電レンズ3./Iによって
順次集束され試別5の面1−に微小系を右りる渚オンビ
ーム像を形成する。又、静電レンズ3.4のIFilに
1.!二枚の静電偏向板7a、7b’、二枚の磁極板Q
il 、 8b’ (但し8bは図示Vず〉、及び絞り
板9からなるウィーン型フィルター6が配置され゛てJ
3つ、フィルター内で形成される互いに直交した静電場
と静磁場によって特定のj−ネルギーと質量をイ」する
荷電粒子線のみを直進さけて絞り板9を通過させ、くれ
以外の荷電粒子線は静電場の方向に偏向して絞り板9に
よってカットしでいる。
光学系の 例を示!1118図である。1図中イAン源
1から光散りるイA−ンビーム2(ま光軸/に沿・ノー
(配置おれた二段の集束用静電レンズ3./Iによって
順次集束され試別5の面1−に微小系を右りる渚オンビ
ーム像を形成する。又、静電レンズ3.4のIFilに
1.!二枚の静電偏向板7a、7b’、二枚の磁極板Q
il 、 8b’ (但し8bは図示Vず〉、及び絞り
板9からなるウィーン型フィルター6が配置され゛てJ
3つ、フィルター内で形成される互いに直交した静電場
と静磁場によって特定のj−ネルギーと質量をイ」する
荷電粒子線のみを直進さけて絞り板9を通過させ、くれ
以外の荷電粒子線は静電場の方向に偏向して絞り板9に
よってカットしでいる。
所で従来装置にお(プるウィーン型フィルターの配直方
払はいろいろで、イオン源1ど集束レンズ3の間に配置
づ−る装置もあり、又第1図のJ、うに配置する揚台に
も集束レンズ3によるイオン源1の像Sをどの位置に形
成1゛るのかは所望とするイオンビーム電流値等に応じ
て適当に決定されるのが光通で、ウィーン型フィルター
の影響にJ:って試お1面上におけるイオンビームの断
面径は必ずしも十分に集束されているとは限らなかった
。本発明は集束レンズ系にウィーン型フィルターを組み
込んだ場合にお【プる荷電粒子線に対する集束作用を最
も高めるレンズ系の調整方法を提供することを目的どす
る一bので、4n市k ′f−線源から発散Jる荷電粒
子線を、その中間にウィーン型フィルターを有り62段
のレンズによって集束する場合に、前記ウィーン型フィ
ルターの中央位置を該フィルターの前段のレンズの仮想
像面位置及び該フィルターの後段のレンズの仮想物面位
置と一致覆るように前記レンズの強度を調整Jることを
特徴とするものである。
払はいろいろで、イオン源1ど集束レンズ3の間に配置
づ−る装置もあり、又第1図のJ、うに配置する揚台に
も集束レンズ3によるイオン源1の像Sをどの位置に形
成1゛るのかは所望とするイオンビーム電流値等に応じ
て適当に決定されるのが光通で、ウィーン型フィルター
の影響にJ:って試お1面上におけるイオンビームの断
面径は必ずしも十分に集束されているとは限らなかった
。本発明は集束レンズ系にウィーン型フィルターを組み
込んだ場合にお【プる荷電粒子線に対する集束作用を最
も高めるレンズ系の調整方法を提供することを目的どす
る一bので、4n市k ′f−線源から発散Jる荷電粒
子線を、その中間にウィーン型フィルターを有り62段
のレンズによって集束する場合に、前記ウィーン型フィ
ルターの中央位置を該フィルターの前段のレンズの仮想
像面位置及び該フィルターの後段のレンズの仮想物面位
置と一致覆るように前記レンズの強度を調整Jることを
特徴とするものである。
第2図はウィーン型ノイルターにおける荷電粒子線の軌
道を説明するための略図ぐあり、直交座標系(X 、
v 、 /! )の原点Oを含むxy面をノIルターの
入射面とし−(’Zl軸側に配置された第1集束レンズ
(図示uf)を通過したイオンビームがl軸に沿つζ入
射しl軸右側に配置された第2集束レンズと試料(図示
せf)に向かう状態が示され−Cいる。フィルター内の
静電場[はZ軸原点Oから1−千の範囲においCV !
Ill IJ向に形成され、方静電場BはIDIじ範囲
にJ3いi: X 1m+力向に形成される。
道を説明するための略図ぐあり、直交座標系(X 、
v 、 /! )の原点Oを含むxy面をノIルターの
入射面とし−(’Zl軸側に配置された第1集束レンズ
(図示uf)を通過したイオンビームがl軸に沿つζ入
射しl軸右側に配置された第2集束レンズと試料(図示
せf)に向かう状態が示され−Cいる。フィルター内の
静電場[はZ軸原点Oから1−千の範囲においCV !
Ill IJ向に形成され、方静電場BはIDIじ範囲
にJ3いi: X 1m+力向に形成される。
初めに、ウィーン型フィルターにJ、る色収差に−9い
てg寮りる3、今ノイルター内の電場[ど磁場8の?A
mをTネルギーVoのイオンビームを通過さLるように
設定し、l軸に沿って入射りるイオンビームI1.I2
,13が夫々V=Vo −△V。
てg寮りる3、今ノイルター内の電場[ど磁場8の?A
mをTネルギーVoのイオンビームを通過さLるように
設定し、l軸に沿って入射りるイオンビームI1.I2
,13が夫々V=Vo −△V。
V=Vo 、V=Vo〜1△Vのエネルギーを右しでい
るものとするど、ぞの軌道は図中、Q2.Ql。
るものとするど、ぞの軌道は図中、Q2.Ql。
Q3で示4如く、Qlのみが2軸に沿って准み、Q2.
Q3はl軸からy軸方向(電場方向)へ外れるように4
する。
Q3はl軸からy軸方向(電場方向)へ外れるように4
する。
今、荷電粒子線の電荷と質量を夫々e、mとしコーネル
ギーVoに対応づる速度をV、)とJ−ると、ノイルタ
ー内の電場[と磁場B、は次の(1)式を満足するよう
に設定されるが、 且−v。
ギーVoに対応づる速度をV、)とJ−ると、ノイルタ
ー内の電場[と磁場B、は次の(1)式を満足するよう
に設定されるが、 且−v。
8 (1)このとき■
≠V(、の荷電粒子線の軌道に関して次f−6・(E”
−V’B) (3)(2)式からフ
ィルターの出射面(z=L−r)でのy@力方向値Yは
(4)式で表わされる。
≠V(、の荷電粒子線の軌道に関して次f−6・(E”
−V’B) (3)(2)式からフ
ィルターの出射面(z=L−r)でのy@力方向値Yは
(4)式で表わされる。
叉、出射面にお()る勾配は(2)式を微分して(5)
式で表わ凸れるがら出Q=1而に、I’; &jる軌道
のj8線(図中破線Ω、ひ示り−)は次のJ:うに表わ
される1、 (6)式に(4)式を代入しy=[iとすると接線之が
l軸と交わる点Sa′)/、斤・標は(7)式で表わさ
れ、丁麿ノイルクーの中心(I/置と一致4る。
式で表わ凸れるがら出Q=1而に、I’; &jる軌道
のj8線(図中破線Ω、ひ示り−)は次のJ:うに表わ
される1、 (6)式に(4)式を代入しy=[iとすると接線之が
l軸と交わる点Sa′)/、斤・標は(7)式で表わさ
れ、丁麿ノイルクーの中心(I/置と一致4る。
Z(S)=丁 (7)
次に(6)式にお【プるyのVにJ、る変化はどなるが
V:VQ”(”あるから次の(ε))式が成り方、図に
承り如<Doを投影面7にaハブる( !1l11−)
色収差と定jiσれば(8)式を用い−C次のように表
わされる。
V:VQ”(”あるから次の(ε))式が成り方、図に
承り如<Doを投影面7にaハブる( !1l11−)
色収差と定jiσれば(8)式を用い−C次のように表
わされる。
I)C=2(2)2・Δす
従つU、7−f4/2とJればDa =Oとなり、■の
値に拘わり+I’ +、’、: Sにスポット状のIJ
rt像が形成される。
値に拘わり+I’ +、’、: Sにスポット状のIJ
rt像が形成される。
この結果から、ウィーン型フィルター後段に設&jられ
る第2集束レンズの仮想物点として、2−L[/2の点
を見込むようにそのレンズ強度を調整すれば、フィルタ
ーの中央位置Sにおいて(軸上)色収差のないイ>jン
ビーム像を見ることになる。実際の装置では、ソイ4ル
ターに入射するイオンビーム【ま後)ホするようにl軸
に平行て゛はなくl軸上のある点に集束するように、成
るい(よl軸上のある点から発散りるような状態にある
が、この場合にも色収差に関する上記解析結果がそのま
ま適用Cきる。
る第2集束レンズの仮想物点として、2−L[/2の点
を見込むようにそのレンズ強度を調整すれば、フィルタ
ーの中央位置Sにおいて(軸上)色収差のないイ>jン
ビーム像を見ることになる。実際の装置では、ソイ4ル
ターに入射するイオンビーム【ま後)ホするようにl軸
に平行て゛はなくl軸上のある点に集束するように、成
るい(よl軸上のある点から発散りるような状態にある
が、この場合にも色収差に関する上記解析結果がそのま
ま適用Cきる。
次につ、r−ン型ノイルターによる幾何収差について:
に察りる。第3図は第2図と同様にフィルター近傍にお
ける?Iii電あ″を子線の軌道を表したもので、第4
図は第2図をl軸方向から眺めた略図である。
に察りる。第3図は第2図と同様にフィルター近傍にお
ける?Iii電あ″を子線の軌道を表したもので、第4
図は第2図をl軸方向から眺めた略図である。
これらの図には)1方から二1−ン状のイオンビームが
入射面から71の点かでの頂点と4ぼるように入用づ−
る状態ノ)(示され(いる、、但し、フィルター内のイ
オンビー11の軌i+ff &、L実際に&、L二」−
ン状とはならず図には中心ビームR1と」−ンの母線に
沿った二′つのビームR2,R3が示dれ−(いる、1
ここCイオンビームの入射条件とし−Cは第3図の如く
入射器にa3りるイオンビー1、・−」−ンの半径、y
座標位置、×座標位置、1)位置を夫々ρQ 、 XQ
。
入射面から71の点かでの頂点と4ぼるように入用づ−
る状態ノ)(示され(いる、、但し、フィルター内のイ
オンビー11の軌i+ff &、L実際に&、L二」−
ン状とはならず図には中心ビームR1と」−ンの母線に
沿った二′つのビームR2,R3が示dれ−(いる、1
ここCイオンビームの入射条件とし−Cは第3図の如く
入射器にa3りるイオンビー1、・−」−ンの半径、y
座標位置、×座標位置、1)位置を夫々ρQ 、 XQ
。
Vo、ψとし、−」−ンの半頂角をαとして次の境界条
件がんえられる。
件がんえられる。
力、ノイールド内に〔B !lるイ1η電粒子線の各ル
標り向の運動I)杆式4.1次のようになる、。
標り向の運動I)杆式4.1次のようになる、。
フィルクー内にJulノるイオンご−ムかぞの入出射端
面のビームlj面から推定して恰も図中破線で示づ如く
直進すると考えたどきに、ff意の/位置(こお(〕る
投影像Pの×、■方向の大きさは上記(9)、(’10
)式から次のJ、うに表わされる、1但し?’−=静=
子岸 (11)、(12)式におけるψがOから2πまで回転
しC」−ンが形成されるので(11)。
面のビームlj面から推定して恰も図中破線で示づ如く
直進すると考えたどきに、ff意の/位置(こお(〕る
投影像Pの×、■方向の大きさは上記(9)、(’10
)式から次のJ、うに表わされる、1但し?’−=静=
子岸 (11)、(12)式におけるψがOから2πまで回転
しC」−ンが形成されるので(11)。
(12)式は前記投彰(収差)像の助変数表現であると
いえる。例えば<11)、(12)式にお&Jる α2
の項/I(無視できる場合には、次式%式%) が導かれ半径 ?G、==(Z−Zi)・αの円形像が
形成されることになる。また、Z−1+/2.7i=1
4/2とすればx、■は共にα2の項まで石と(jす、
幾何収差を零どすることができる。
いえる。例えば<11)、(12)式にお&Jる α2
の項/I(無視できる場合には、次式%式%) が導かれ半径 ?G、==(Z−Zi)・αの円形像が
形成されることになる。また、Z−1+/2.7i=1
4/2とすればx、■は共にα2の項まで石と(jす、
幾何収差を零どすることができる。
以上の結果をまとめると、ウィーン型ノイルターから出
用されるイオンビーム、に対し゛C集束を与λ、る集束
レンズに関して4.Lフィルターの中心に物面が存在す
るかのJ、うに調整りれば少くともフィルターの電磁場
にLζ゛)′り幾何収ノ”この影響が除去され、フィル
ターの前段に置かれる集束レンズに対してはノイルクー
の中心どイAシ源の仮想像面位置が一致するように調整
づれば、フィルターにJ、る色収差の影響が除去される
ことが明らか(゛ある、。
用されるイオンビーム、に対し゛C集束を与λ、る集束
レンズに関して4.Lフィルターの中心に物面が存在す
るかのJ、うに調整りれば少くともフィルターの電磁場
にLζ゛)′り幾何収ノ”この影響が除去され、フィル
ターの前段に置かれる集束レンズに対してはノイルクー
の中心どイAシ源の仮想像面位置が一致するように調整
づれば、フィルターにJ、る色収差の影響が除去される
ことが明らか(゛ある、。
そこで第5)図に示す如く、ウィーン型フィルターを動
f]さけない状態でウィーン型ノ、rルクーの中心部に
イAン源の像を形成し、更にこの像を試わ1面上に結像
りるように2段口の集束レンズを調整°づれば、ウィー
ン型フィルターを動作させ−(ムぞの収り;の影響を殆
んど受けることなく試料面1−に微小1¥を右Jるイオ
ンビームを照射りることが可能どなる。
f]さけない状態でウィーン型ノ、rルクーの中心部に
イAン源の像を形成し、更にこの像を試わ1面上に結像
りるように2段口の集束レンズを調整°づれば、ウィー
ン型フィルターを動作させ−(ムぞの収り;の影響を殆
んど受けることなく試料面1−に微小1¥を右Jるイオ
ンビームを照射りることが可能どなる。
以上のように、本発明のj)払にJ5れば動電粒子線装
置にお番プる向電粒子線の]ネルギーを」、り均−=に
しかも微小に結像させることが容易となるので、荷電粒
子線装置の性OL向十に人ぎく寄〜(J−る。
置にお番プる向電粒子線の]ネルギーを」、り均−=に
しかも微小に結像させることが容易となるので、荷電粒
子線装置の性OL向十に人ぎく寄〜(J−る。
第1図(まイAンンイク[」アナライザの光学系を示J
略図、第2図乃至第4図はウィーン型フィルターにおけ
る収差を説明するための略図、第5図は本発明方法を説
明りるための略図である。 1ニー(Aン源、2:イAンビーム、3.4:集東レン
ズ、5:試別、6:ウイーン型フィルター。 7a、7b:静電]偏向4F2.8a:磁極板、9:絞
り板、。 特11出願人 口木電子株式会社 代表者 伊藤 −人
略図、第2図乃至第4図はウィーン型フィルターにおけ
る収差を説明するための略図、第5図は本発明方法を説
明りるための略図である。 1ニー(Aン源、2:イAンビーム、3.4:集東レン
ズ、5:試別、6:ウイーン型フィルター。 7a、7b:静電]偏向4F2.8a:磁極板、9:絞
り板、。 特11出願人 口木電子株式会社 代表者 伊藤 −人
Claims (1)
- ljl電粒子線l!;1から光散りる荷電粒子線を、そ
の中間にウィーン型フィルターを有りる2段のレンズに
、jつ−(集束!1ろ際に、前記ウィーン型フィルター
の中央(1/直を該フィルターの前段のレンズの仮想像
面イ装置及び該ノイルターの後段のレンズの仮想物面位
置ど 致させるように前記レンズの強疫を調整1Jるこ
とを特徴とり−る荷電粒子線の床束〕) ン人 、。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57186919A JPS5975550A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 荷電粒子線の集束方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57186919A JPS5975550A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 荷電粒子線の集束方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5975550A true JPS5975550A (ja) | 1984-04-28 |
JPH0133897B2 JPH0133897B2 (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=16196988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57186919A Granted JPS5975550A (ja) | 1982-10-25 | 1982-10-25 | 荷電粒子線の集束方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5975550A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6465759A (en) * | 1987-08-10 | 1989-03-13 | Philips Nv | Charged powder apparatus with beam discriminator |
JP2001148227A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-29 | Advantest Corp | 2つの粒子線を分離するための偏向装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5916065U (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | 株式会社日立製作所 | 質量分析光学系 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5916065B2 (ja) * | 1975-09-02 | 1984-04-13 | ト−ヨ−カネツ (株) | 二重殻低温貯槽屋根エア−浮上施工方法 |
-
1982
- 1982-10-25 JP JP57186919A patent/JPS5975550A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5916065U (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | 株式会社日立製作所 | 質量分析光学系 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6465759A (en) * | 1987-08-10 | 1989-03-13 | Philips Nv | Charged powder apparatus with beam discriminator |
JP2001148227A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-29 | Advantest Corp | 2つの粒子線を分離するための偏向装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0133897B2 (ja) | 1989-07-17 |
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