RU113859U1

RU113859U1 - DEVICE FOR FOCUSING BEAMS OF ACCELERATED CHARGED PARTICLES

Info

Publication number: RU113859U1
Application number: RU2011143058/07U
Authority: RU
Inventors: Лев Альбертович Жиляков; Наталья Владимировна Потемкина
Original assignee: Лев Альбертович Жиляков; Наталья Владимировна Потемкина
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-02-27

Abstract

Устройство для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц, размещаемое в вакууммируемом объеме, содержащее фокусирующую линзу, состоящую из диэлектрического канала, располагаемую между источником ускоренных заряженных частиц и облучаемым объектом, отличающееся тем, что диэлектрический канал заполняется легкоплавким диэлектриком, в котором в процессе облучения пучком заряженных частиц самоорганизованно формируется сквозной суживающийся канал. A device for focusing beams of accelerated charged particles, placed in a vacuumized volume, containing a focusing lens, consisting of a dielectric channel, located between the source of accelerated charged particles and the irradiated object, characterized in that the dielectric channel is filled with a low-melting dielectric, in which, during irradiation with a beam of charged particles a through narrowing channel is self-organized.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц и может быть использована для повышения производительности технологических процессов, в которых применяются пучки ускоренных заряженных частиц, в частности, при генерации рентгеновского излучения, ионной имплантации и др.The proposed utility model relates to the technique of focusing beams of accelerated charged particles and can be used to increase the productivity of technological processes in which beams of accelerated charged particles are used, in particular, when generating x-rays, ion implantation, etc.

Известно электронно-оптическое устройство, состоящее из множества электростатических квадрупольных линз, которые могут включить электроды, разделенные двумя или больше квадрупольными линзами. Данное устройство обеспечивает фокусировку пучков заряженных частиц путем разбиения начального пучка на множество параллельных пучков, каждый из которых фокусируется одной квадрупольной линзой. (Патент США №4392080 (А))An electron-optical device is known consisting of a plurality of electrostatic quadrupole lenses that can include electrodes separated by two or more quadrupole lenses. This device provides focusing of charged particle beams by dividing the initial beam into many parallel beams, each of which is focused by a single quadrupole lens. (US Patent No. 4,320,080 (A))

Известное устройство имеет недостатки, связанные со сложностью конструкции и с наличием элементов, потребляющих энергию от внешнего источника.The known device has disadvantages associated with the complexity of the design and with the presence of elements that consume energy from an external source.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является простое энергонезависимое устройство для фокусировки пучков ионов - стеклянный конический капилляр, располагаемый внутри металлического корпуса соосно с фокусируемым пучком. (T.Nebiki, T.Yamamoto, T.Narusawa et. al. Focusing of Mev ion beams by means of tapered glass capillary optics. // J.Vac. Sci. Technol. A21(5), Sep / Oct 2003, прототип.)Closest to the claimed technical solution is a simple non-volatile device for focusing ion beams - a glass conical capillary located inside a metal case coaxially with the focused beam. (T.Nebiki, T. Yamamoto, T. Narusawa et. Al. Focusing of Mev ion beams by means of tapered glass capillary optics. // J. Vac. Sci. Technol. A21 (5), Sep / Oct 2003, prototype .)

Недостатком прототипа является необходимость использования сложных в изготовлении прецизионных конических капилляров микронных и субмикронных размеров для получения соответствующих пучков.The disadvantage of the prototype is the need to use difficult to manufacture precision conical capillaries of micron and submicron sizes to obtain the corresponding beams.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу упрощения изготовления устройства для фокусировки пучков заряженных частиц при сохранении энергонезависимости конструкции.The proposed utility model solves the technical problem of simplifying the manufacture of a device for focusing charged particle beams while maintaining the design's non-volatility.

Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для фокусировки пучков ускоренных заряженных частиц, размещенном в вакууммируемом объеме и содержащим фокусирующую линзу, состоящую из диэлектрического канала, заполненного легкоплавким диэлектриком и располагаемую между источником ускоренных заряженных частиц и облучаемым объектом соосно с фокусируемым пучком.The stated technical problem is solved in that in a device for focusing beams of accelerated charged particles, placed in an evacuated volume and containing a focusing lens, consisting of a dielectric channel filled with a fusible dielectric and located between the source of accelerated charged particles and the irradiated object coaxially with the focused beam.

Сущность полезной модели состоит в том, что при облучении легкоплавкого диэлектрика происходит образование сквозного суживающегося канала. Фокусировка пучка осуществляется посредством электростатического поля, возникающего при электризации диэлектрической стенки в результате взаимодействия пучка с поверхностью стенки канала. Формирование сквозного суживающегося канала и электризация его стенок осуществляется самоорганизованно с пучком таким образом, что электростатическое поле заряженной стенки обеспечивает прохождение пучка внутри канала без ионизационных потерь энергии.The essence of the utility model is that when a low-melting dielectric is irradiated, a through narrowing channel is formed. The beam is focused by means of an electrostatic field arising from the electrification of the dielectric wall as a result of the interaction of the beam with the surface of the channel wall. The formation of a through narrowing channel and the electrification of its walls is carried out self-organizing with the beam in such a way that the electrostatic field of the charged wall ensures the passage of the beam inside the channel without ionization energy loss.

Схема предлагаемого технического решения показана на фиг.1. Устройство для фокусировки пучков заряженных частиц расположено в вакууммируемом объеме 1 и содержит фокусирующую линзу, состоящую из диэлектрического канала, заполненного легкоплавким диэлектриком 2, располагаемое между источником ускоренных заряженных частиц 4 и облучаемым объектом 5, в процессе облучения пучком заряженных частиц в легкоплавком диэлектрике самоорганизованно формируется сквозной суживающийся канал 3. Фокусировка пучков ускоренных заряженных частиц осуществляется следующим образом.The scheme of the proposed technical solution is shown in figure 1. A device for focusing charged particle beams is located in an evacuated volume 1 and contains a focusing lens consisting of a dielectric channel filled with a fusible dielectric 2 located between a source of accelerated charged particles 4 and an irradiated object 5, in the process of irradiation with a charged particle beam in a fusible dielectric a through-hole is self-organized narrowing channel 3. The focusing of beams of accelerated charged particles is as follows.

Фокусирующая 2 линза помещается в герметично закрытый объем 1, который вакууммируется до остаточного давления не более 10^-4 Па. В линзу параллельно ее оси вводится пучок ускоренных частиц из источника 4. Для осуществления фокусировки пучка ускоренных заряженных частиц легкоплавкий диэлектрик облучается потоком заряженных частиц от источника до формирования в нем сквозного суживающегося канала 3. После этого пучок направляется на облучаемый объект 5.The focusing 2 lens is placed in a hermetically sealed volume 1, which is vacuumized to a residual pressure of not more than 10 ^-4 Pa. A beam of accelerated particles from source 4 is introduced into the lens parallel to its axis. To focus a beam of accelerated charged particles, a fusible dielectric is irradiated with a stream of charged particles from the source until a through narrowing channel 3 forms in it. After that, the beam is directed to the irradiated object 5.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает фокусировку пучков ускоренных заряженных частиц без применения дополнительных внешних устройств, потребляющих энергию. По сравнению с прототипом предлагаемая полезная модель обеспечивает существенное упрощение изготовления устройства для фокусировки пучков заряженных частиц при сохранении ее энергонезависимости.Thus, the proposed device provides focusing of beams of accelerated charged particles without the use of additional external devices that consume energy. Compared with the prototype, the proposed utility model provides a significant simplification of the manufacture of a device for focusing beams of charged particles while maintaining its non-volatility.

Claims

A device for focusing beams of accelerated charged particles, placed in an evacuated volume, containing a focusing lens consisting of a dielectric channel, located between the source of accelerated charged particles and the irradiated object, characterized in that the dielectric channel is filled with a low-melting dielectric, in which during the irradiation with a beam of charged particles a through narrowing channel is self-organized.