SU1064348A1 - Магнитный спектрометр - Google Patents

Abstract

МАГНИТНЫЙ СПЕКТРШЕТР содержащий вакуумную камеру с патрубвом дл  ввода пучков зар женных частиц, вхспную цель, электромагнит с полюсными наконечниками и жестко соединенные между собой фланец с элекагрическими вводами, детектиру1ов|ую сборку, входной и выходной MarHHTHfieэкраны, и диафрагму с п сквоэньми отверсти  . ми, о т л и ч а ю ц и и с   тем, что, с целью повыиени  чувствительности, в нем полюсные наконечники раэмецены в полости вакуумной камеЕ«1 и закреплены на фланце, аих внутренн   по .верхность выполнена в вцде п пр молинейных участков, УГОЛГ наклона ко 4торых определ етс  из следукпегоЩ соотношени : раднус кривизны сс)едней т(аёктории t-го пучка. i «1,2,... , п к направлению пучка на вхо , де спектрометра; У - угол поворота i -го пучка в опнороднсм магнитист поле

Description

Изобретение относитс  к изме эдтельной технике, в частности к кор пу скул  ри ойспектрометри|1, и может быть использовано, напримерj дл  исследовани  массового и энергетиче кого спектров плазмы. Известен магнитный спектрометр, содержащий вакуумную камеру с патру ком дл  ввода пучков зар женных час тиц, входую щель, электромагнит с полюсными наконечниками, и детектирующую сборку, причем полю ные наконечники выполнены с пр моли нейными входной и выходной границами Си. Недостатком устройства  вл етс  низка  чувствительность ввиду отсутстви  стигматической фокусировки и значительной погрешности юстировки электромагнита.. Известен магнитный спектрометр, содержащий профилированную вакуум;ную камеру с патрубком Дл  ввода пучков зар женных частиц, входную щель, электромагнит с пр молинейн лми полюсными наконечниками, размещенный вне камеры, юстировочное приспособление и жестко соединенные между собой фланец с Электрическими вводами, детектирующую сборку« вхбд ной и выходной магнитные экраны и диафрагму с Н сквозными отверсти ми 2. . ()-c43eo pk V 4 ( где 3tjj - угол наклона пр молинейных участков внутренней - ности наконечников к cj eHней траектории.пучков иссле Дуемых зар женных частиц; - входное плечо спектрометра; Kf,- угол наклона ане(1инвй поверх ности полюсных наконечников к направлению пучка на входе спектрометра; If - угол поворота i го пучка в однородном магнитИом поле радиус кривизны средней траектории i-го пучка 1 1 2, .. ., г. . На фиг. 1 представлен предлагаемый спектрометр, горизонтальный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. на фиг. 3 и 4 - варианты выполнени  выходной границы полюсных наконечников . Магнитный спектрометр содержит , вакуумную 1 с патрубке 2 дл  ввода пучков зар женных частиц, в ко тором расположена входна  «ель 3, размещены входнрй 4 и выходной 5 магнитные экраны, полюсные наконечНедостатком известного спектромет ра  вл етс  низка  чувствительность, обусловленна  погрешностью юстировки и отсутствием стигматической фокусировки пучков зар женных частиц, т.е. одновременной фокусировки в вертикальней и горизонтальной плоскост х , что снижает светосилу спектрометра . Кроме того, профилирование вакуумной камеры, вызванное тем, что размеры детектирующей сборки npeBbBuaipT величину зазора электромагнита , усложн ет данное устройство , снижает его йадежность. Цель изобретени  - повьшение чувствительности магнитного спектрометра , . . Указанна  цель достигаетс  тем, что в магнитном спектрометре, содержащем вакуумную камеру с патрубком дл  ввода пучков зар женных частиц, входную щель, электромагнит с полюсными наконечниками и жестко соединенные между собой фланец с электрическйми вводами, детектирующую сборкуf входной и выходной магнитные экраны и диафрагму с п сквозными отверсти ми , полюсные наконечники размещены в полости вакуумной кгьмеры и закреплены на фланце, а их внутренн   ndверхность выполнена в виде t пр молинейных участков, угол наклона кото рых определ етс  из следующего соот-. ношени . ., )/i.l(v ) k . ц, , V 0/KO J ники 6, диафрагма 7 и детектирующа  . Сборка 8. Сигналы с детектирующей сборки 8ВЫВОДЯТСЯ через фланец 9. Магнитные экраны 4 и 5 прикреплены через фиксаторы 10 с помощью болтов к полюсным наконечникам 6. Последние посредством уголков 11 присоединены к фланцу 9, причем диафрагма 7 и детектирукйца  сборка 8 монтируютс  на опорной пластине 12, удерживаемой уголками 11 и прикрепленной к выходному экрану 5. Дл  калибровки спектрометра предусмотрены цилиндр 13 Фараде  и датчик 14 магнитного пол . Вакуумна  камера 1 с полюсными наконечниками 6 расположена в зазоре электретлагнита 15. На фланце 9 размещены электрические вводы 16. Полюсные наконечники 6 имеют входную 17 и выходную 18 границы. ; Выбор конкретных значений углов и V можно ocyщecтви fь, например, полага  «. congt или V соп5 дл  всех пучков, выдел емых диафрагкюй 7 (фиг. 3 и 4). Устройство работает следующим образом. . Электромагнит--15 Подключаетс  к источнику питани  и на вход спектрометри  Аодаетс  пучок зар женных частиц . Н зазоре между полюсными наконечнийами 6 формируетс  однородное магнитное поле, Эффективна  граница которого определ етс  магнитными экранами 4 и 5. В зависимости от энергии частиц или от отношени  массы частицыкк ее зар ду в магнитном пЬле происходит разделение исследуемого пучка частиц. Диафрагма 7 вьздел ет из щелевого пучка отд(альные пучки с определенным значением импульса которые регистрируютс  детек тирующей сосфкой 8, сигналы с которо вывод тс  через фланец 9. При этом, выполн   выходную границу полюсных наконечников электромагнита зигзагообразной , можно в многоканальном магнитном спектрометре одновременно осуществить фокусировку в горизон тальной ивертикёшьной плоскост х, т.е обеспечить стигматическую фокусировку , что невозможно достичь в случае пр мой выходной границы. Выполн   каждый участок выходной гра ницы (сривслинейным, можно обеспечить фокусировку более высокого пор дка. Вследствие того, что экраны, полюсные наконечники электромагнита, диафрагма и детектирующа  сборка расположены в одной области, а именно внутри вакуумной камеры, становитс  возможным зафиксировать их взгшмноё положение, определ емое из раст чета ионно-оптической системы. Укажанное соединение позвол ет одновременно с фланцем вьздвигать всю сборку, что упрощает процесс монтажа и наладки. Таким образом, расположение полюсных наконечников внутри вакуумной камеры и жесткое соединение их с другими элементами позвол ет устранить необходимость точной юстировки всего электромагнита относительно камеры. Размещение полюсных наконечников в полости вакуумной камеры и профилирование их выходной границы позвол ет повысить чувствительность спектрометра за счет йоэышени ;: светосилы спектрс летра и устранени  ошибки положени  электромагнита.

/3

фи9.1

li

U utT-i-/

Ь

Claims (1)

1. МАГНИТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР? содержащий вакуумную камеру с патрубвом для ввода пучков заряженных частиц, входную щель, электромагнит с полюсными наконечниками и жестко соединенные между собой фланец с электрическими вводами, детектирующую сборку, входной и выходной магнитные'экраны, и диафрагму с η сквозными отверстиями, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем полюсные наконечники размещены в полости вакуумной камеры и закреплены на фланце, а их внутренняя Поверхность выполнена в виде п прямолинейных участков, угол наклона (торых определяется из следующего соотношения:

   КО,«ч<· ct£^zat₀ (ν’οίξψ’-ί )-ct^at₀(2ct<j Μ» *¥’)♦<

   где .ае’ - угол наклона прямолинейных ^к участков внутренней поверхности наконечников к сред- , ней траектории пучков исследуемых заряженных частиц;

   . - входное плечо спектрометра;

   at₀- угол наклона внешней поверхности полюсных наконечимков г’ - радиус кривизны средней траектории t-го пучка, 1 *1, 2 ,... ,п · ,к направлению пучка на входе спектрометра;

   •ή - угол поворота i -го пучка в однороднем магнитном поле

   Q е

   1 1064348

   Недостатком известного спектромет ра является низкая чувствительность, обусловленная погрешностью юстировки и отсутствием стигматической фокусировки пучков заряженных частиц, т.е. одновременной фокусировки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что снижает светосилу спектрометра. Кроме того, профилирование вакуумной камеры, вызванное тем, I что размеры детектирующей сборки превышают величину зазора электромагнита, усложняет данное устройство, снижает его Надежность.

   Цель изобретения - повышение чувствительности магнитного спектрометра. > .

   Указанная цель достигается тем, ¹ что в магнитном спектрометре, содержащем вакуумную камеру с патрубком для ввода пучков заряженных частиц, входную щель, электромагнит с полюсными наконечниками и жестко соединенные между собой фланец с электрическими вводами, детектирующую сборку; входной и выходной магнитные экраны и диафрагму с η сквозными отверстиями, полюсные наконечники размещены в полости вакуумной камеры и закреплены на фланце, а их внутренняя по30 верхность выполнена в виде л прямолинейных участков, угол наклона которых определяется из следующего соотношения ²х_ъ (ι-Ψ¹ο^ν) у-‘ - ' ' ' - - - —— .-2