SU1550589A1 - Electrostatic energy analyzer - Google Patents
Electrostatic energy analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1550589A1 SU1550589A1 SU874285567A SU4285567A SU1550589A1 SU 1550589 A1 SU1550589 A1 SU 1550589A1 SU 874285567 A SU874285567 A SU 874285567A SU 4285567 A SU4285567 A SU 4285567A SU 1550589 A1 SU1550589 A1 SU 1550589A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- energy
- rings
- cascades
- charged particles
- electrostatic energy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к аналитическому приборостроению, в частности к технике разделени и анализа по энергии пучков зар женных частиц. Целью изобретени вл етс одновременное увеличениие дисперсии и разрешающей способности. Электростатический энергоанализатор содержит источник 1 зар женных частиц, их приемник 2, две параллельные разрезные пластины 3, 4, разделенные щел ми в виде частей колец на симметричные участки, и экран. Вблизи кольцевых щелей частицы отражаютс и далее фокусируютс и раздел ютс по энерги м. Потенциалы на попарно симметричных участках одинаковы. Дисперсии первых трех каскадов уменьшаютс на увеличение последнего каскада и поэтому могут достигать очень больших значений при высоком качестве пространственной фокусировки. 4 ил.The invention relates to analytical instrumentation, in particular, to the technique of separation and energy analysis of beams of charged particles. The aim of the invention is to simultaneously increase the dispersion and resolution. The electrostatic energy analyzer contains a source of charged particles 1, their receiver 2, two parallel split plates 3, 4, separated by gaps in the form of parts of rings into symmetrical sections, and a screen. In the vicinity of the annular gaps, the particles are reflected and further focused and separated by energy. The potentials in pairwise symmetric regions are the same. Dispersions of the first three stages are reduced by increasing the last stage and therefore can reach very large values with high quality spatial focus. 4 il.
Description
СиSi
спcn
о елabout ate
0000
Изобретение относитс к аналитическому приборостроению,, а более конкретно к технике разделени и анализа по энергии пучков зар жен- Йых частиц, и может быть использовано также в масс-спектрометрии дл Достижени фокусировки по энергии.The invention relates to analytical instrumentation, and more specifically to the technique of separation and analysis of the energy of beams of charged particles, and can also be used in mass spectrometry to achieve energy focusing.
Целью изобретени вл етс одновременное увеличение дисперсности и разрешающей способности.The aim of the invention is to simultaneously increase the dispersion and resolution.
На фиг. 1 представлен многокас™ садный энергоанализатор со щел миFIG. Figure 1 shows the multiscale garden energy analyzer with gaps
виде частей колец, проекци на реднюю плоскость; на фиг. 2 - то же роекци на плоскость, перпендику™ рную к средней; на фиг. 3 - мно- окаскадный энергоанализатор со ще- ми в виде колец и частей колец, роекци на среднюю плоскость: на сшг. 4 - то же, проекци на плос- ;ость, перпендикул рную к средней Электростатический энергоанали™ 1атор (фиг. 1 и 2) состоит из источ- ика 1 зар женных частиц, их прием- йика 2, двух параллельных разрезных щластин 3 и 4, разделенных щел ми i виде частей колец со средними ра иусами R - R на электроды 5-9, и эк )ана 10, исключающего попадание зар женных частиц непосредственно из источника в приемник. Каждый из Электродов 5-9 состоит из двух одинаковых по форме и величине участков верхней 3 и нижней 4 пластин„ $ти участки расположены симметрич- фо относительно средней плоскости и Электрически соединены между собой Потенциалы на электродах должны быт Подобраны так., чтобы обеспечить тре Фуемое отклонение пучка, прохождени иго по всем каскадам и фокусировку частиц в нужных местах. Щели образуют четыре группы, в каждой из которых центры щелей лежат на общей оси Перпендикул рной к поверхност м пластин 3 и 4„ Центры щелей первой Группы лежат на оси 0 , второй - Q,i Третьей - Oj, четвертой -- 0, Каждой группе щелей соответствует один каскад анализатора. Каскады разделены свободными от пол промежутка-ми . Ход осевой траектории 11 анали- $ируемого пучка показан на фиг, 1. Электростатический энергоанали- |атор, изображенный на фиг 1 и 2 работает следующим образом.the form of parts of the rings, the projection on the red plane; in fig. 2 - the same distance to the plane perpendicular to the middle one; in fig. 3 — multi-stage energy analyzer with rings in the form of rings and parts of rings; distance to the middle plane: to shlg. 4 - the same, the projection onto a plane perpendicular to the average Electrostatic Energy Sector ™ 1ator (Fig. 1 and 2) consists of a source of 1 charged particles, their reception 2, two parallel split plates 3 and 4 , divided by the grooves i in the form of parts of rings with medium ranges R - R on electrodes 5–9, and ec) ana 10, which excludes ingress of charged particles directly from the source to the receiver. Each of Electrodes 5-9 consists of two sections with the same shape and size of the upper 3 and lower 4 plates. These segments are located symmetrically with respect to the median plane and Electrically interconnected. The potentials on the electrodes must be selected so as to provide the required power. the deflection of the beam, the passage of the yoke in all cascades and the focusing of particles in the right places. The slits form four groups, in each of which the centers of the slits lie on a common axis Perpendicular to the surfaces of plates 3 and 4 "The centers of the slits of the first Group lie on the axis 0, the second - Q, i the Third - Oj, the fourth - 0, Each group slots corresponds to one cascade of the analyzer. The cascades are separated by floor-free spaces. The course of the axial trajectory 11 of the beam being analyzed is shown in FIG. 1. The electrostatic energy analysis shown in FIGS. 1 and 2 works as follows.
Выход щий из источника 1 пучок зар женных частиц с определеннойA beam of charged particles leaving a source 1 with a certain
энергией, на которую настроен анализатор , попада в поле первого по ходу пучка каскада, отклон етс им и фокусируетс между первым и вторым каскадами , образу промежуточное изображение 12. Это изображение совмещено с передним главным фокусом второго каскада, который формирует поэтомуthe energy to which the analyzer is tuned, falling into the field of the first cascade beam, is deflected by it and focused between the first and second cascades, forming an intermediate image 12. This image is aligned with the front main focus of the second cascade, which therefore forms
параллельный пучок в промежутке между вторым и третьим каскадами. Третий каскад собирает пучок в заднем главном фокусе 13, а четвертый каскад фокусирует его в плоскости щелиparallel beam in the interval between the second and third cascades. The third cascade collects the beam in the rear main focus 13, and the fourth cascade focuses it in the plane of the gap
приемника 2, Частицы других энергий отклон ютс иначе и в щель приемника не попадают. Измен энергию настройки анализатора, можно сн ть энергетический спектр. Чтобы дисQ перси по энергии накапливалась от каскада к каскаду, должно выполн тьс следующее правило: в том случае, когда пучок между двум соседними каскадами параллелен, они должныreceiver 2. Particles of other energies are deflected differently and do not fall into the receiver slit. By changing the energy settings of the analyzer, you can remove the energy spectrum. In order for the energy of the percy to accumulate from cascade to cascade, the following rule must be fulfilled: in the case where the beam between two adjacent cascades is parallel, they must
5 отклон ть его в одну и ту же сторону , если пучок собираетс в промежуточный фокус - в разные. Линейна дисперси по энергии анализатора, показанного на фиг. 1 и 2, определиетс равенством D (D + 2D.j) пц + + D, где D и Оц. - линейные дисперсии по энергии первого и четвертого каскадов; 2D -- суммарна дисперси идентичных второго и третьего каскадов , m 4 - линейное увеличение чет5 вертого каскада. Линейные увеличени первого тп( ,и четвертого т каскадов св заны равенством т, 1/т4 поэтому линейное увеличение всего прибора - 1 „ Значени D(, D, D4, m5 to deflect it in the same direction, if the beam is collected in an intermediate focus, into different ones. The linear dispersion of the energy of the analyzer shown in FIG. 1 and 2, is determined by the equality D (D + 2D.j) pc + D, where D and Ots. - linear dispersion of the energy of the first and fourth cascades; 2D is the total dispersion of identical second and third cascades; m 4 is the linear increase in the eventhance of the correct cascade. The linear increases of the first TP (and the fourth t of cascades are related by the equality m, 1 / m4, therefore the linear increase of the entire instrument is 1 ". The values of D (, D, D4, m
0 могут быть вычислены по формулам дл аберрационных коэффициентов. Расчеты,выполненные на БЭСМ-6, показали , что в рассматриваемой системе с R4 5sOOd; R 6,36d; % 0 can be calculated using the formulas for aberration coefficients. Calculations performed on the BESM-6 showed that in the system under consideration with R4 5sOOd; R 6.36d; %
5 10,00d; R4 11,29 d при отклонении бсевой траектории пучка в каждом из каскадов на 90° и достижении фокусировки второго пор цка по углу расходимости пучка D, 18,4 d; 2D3 5 10.00d; R4 11.29 d when deflecting the whole beam path in each of the cascades by 90 ° and reaching the second focus on the angle of divergence of the beam D, 18.4 d; 2D3
0 37,6 d; D4 41,1 d; m4 2,23. Следовательно,, D 166,0 d; d рассто ние между электродными пластинами . В то врем , как в прототипе дисперсии отдельных каскадов просто0 37.6 d; D4 41.1 d; m4 2.23. Therefore, D 166.0 d; d is the distance between the electrode plates. While in the prototype the dispersions of individual cascades are simply
д складываютс , в предлагаемом устройстве дисперсии первых трех каскадов еще множатс на увеличение последнего каскада, а поэтому дисперси анализатора D достигает очень боль5 id is added up; in the proposed device, the dispersions of the first three cascades still increase the increase in the last cascade, and therefore the dispersion of the analyzer D reaches a very large i
ших значений. Это обсто тельство, а также тот факт, что сферическа аберраци второго пор дка скомпенсирована , позвол ет создать прибор с очень высокой разрешающей способностью .their values. This circumstance, as well as the fact that the second order spherical aberration is compensated, makes it possible to create an instrument with a very high resolution.
Многокаскадный электростатический энергоанализатор, изображений на фиг. 3 и 4, также состоит из источника 1, приемника 2 и двух электродных пластин 3 и 4, разделенных кольцевыми щел ми с радиусами R,, и R2 и щел ми в виде частей колец с радиусами R на электроды 5-8. Центры щелей лежат на ос х . Осева траектори пучка зар женных частиц обозначена на фиг. 3 позицией 11.Multistage electrostatic energy analyzer, of images in FIG. 3 and 4 also consists of a source 1, a receiver 2 and two electrode plates 3 and 4 separated by annular gaps with radii R ,, and R2 and gaps in the form of parts of rings with radii R on electrodes 5-8. The centers of the cracks lie on the axes. The axial trajectory of the beam of charged particles is indicated in FIG. 3 position 11.
Энергоанализатор, показанный на фиг. 3 и 4, работает подобно описанному . Вышедший из источника пучок зар женных частиц четыре раза входит в поле электродов 5-7, отражаетс и выходит из него (четыре каскада ) и три раза отражаетс в поле электродов 5 и 8 (еще три каскада), после чего попадает в приемник. Дисперси всех семи каскадов суммируетс D 4 D, + 3 Вг, где D,, - линейна дисперси каскадов, св занных с полем электродов 5-7, a D4 - каскадов с электродами 5 и 8. При Rj 5,00 d; R4 6,34 d; R3 19,96 d и отклонении осевой траектории в поле электродов 5-7 на угол 90,0 поле электродов 5 и 8 164,4° D 2299 d; D 26,8 d; D - 172 d. Преимуществом многокаскадного анаfftThe energy analyzer shown in FIG. 3 and 4, works like this. The beam of charged particles released from the source enters the field of electrodes 5–7 four times, is reflected and exits from it (four cascades), and three times is reflected in the fields of electrodes 5 and 8 (three more cascades), after which it enters the receiver. The dispersion of all seven cascades is summed by D 4 D, + 3 Vg, where D ,, is the linear dispersion of the cascades associated with the field of electrodes 5-7, and D4 - cascades with electrodes 5 and 8. For Rj 5.00 d; R4 6.34 d; R3 19.96 d and the deviation of the axial trajectory in the field of electrodes 5-7 at an angle of 90.0 the field of electrodes 5 and 8 164.4 ° D 2299 d; D 26,8 d; D - 172 d. The advantage of multi-stage anafft
505896505896
лизатора (фиг. 3 и 4) вл етс его исключительна компактность.The lysator (Fig. 3 and 4) is its exceptional compactness.
Предлагаемое выполнение многокаскадных энергоанализаторов позвол ет повысить их дисперсию по энергии , а следовательно, и разрешающую способность. В энергоанализаторе, изображенном на фиг. 1 и 2, при га- баритных размерах 560 х 230 х 10 мм D 1660 мм, в анализаторе, изображенном на фиг. 3 и 4, D 1720 мм достигаетс при габаритных размерах 300 х 280 х 10 мм5. Поскольку в предлагаемом устройстве источник вынесен за пределы электродной системы на достаточное рассто ние, на его размеры и конструкцию не налагаетс никаких ограничений.The proposed implementation of multi-stage energy analyzers allows increasing their energy dispersion and, therefore, resolution. In the energy analyzer shown in FIG. 1 and 2, with dimensions of 560 x 230 x 10 mm D 1660 mm, in the analyzer shown in FIG. 3 and 4, D 1720 mm is achieved with overall dimensions of 300 x 280 x 10 mm. Since in the proposed device the source is placed outside the electrode system for a sufficient distance, no restrictions are imposed on its size and design.
10ten
1515
2020
ормула изобретени formula of invention
Электростатический энергоанализатор , содержащий источник, приемник зар женных частиц и электродную систему из двух плоскосимметричных параллельных одна к другой разрезных пластин со щел ми, причем симметричные участки в каждой из разрезных пластин попарно электрически соединены и изолированы от других участков , отличающийс тем, что, с целью одновременного увеличени дисперсии и разрешающей способности , в каждой из двух разрезныхAn electrostatic energy analyzer containing a source, a receiver of charged particles and an electrode system of two plane-symmetrical parallel to each other split plates with gaps, wherein the symmetric portions in each of the split plates are electrically connected in pairs and isolated from other portions, simultaneously increasing the variance and resolution in each of the two split
пластин щели выполнены в форме колец или частей колец, причем по крайней мере часть щелей выполнены кон-центрическими .The slit plates are made in the form of rings or parts of rings, and at least part of the slits are made concentric.
ОзOz
фив.1fiv.1
Составитель К.Меньшиков Редактор Т.Парфенова Техред М.Ходанич v Корректор С .ШекмарCompiled by K.Menshikov Editor T.Parfenova Tehred M.Hodanich v Proofreader S.Shekmar
Заказ 277Order 277
Тираж 395Circulation 395
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101
ПодписноеSubscription
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874285567A SU1550589A1 (en) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | Electrostatic energy analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874285567A SU1550589A1 (en) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | Electrostatic energy analyzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1550589A1 true SU1550589A1 (en) | 1990-03-15 |
Family
ID=21319937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874285567A SU1550589A1 (en) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | Electrostatic energy analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1550589A1 (en) |
-
1987
- 1987-07-17 SU SU874285567A patent/SU1550589A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Фортен и Бариль. Приборы v дл научных исследований, 1972, К 8, с.73-84. Кельман В.М. и др. Журнал технической физики, 1982, № 11, Т. 52, с. 2141. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5449914A (en) | Imaging electron energy filter | |
SU1407409A3 (en) | Instrument for analysis of solid body specimen | |
EP3268979A1 (en) | Apparatus of plural charged-particle beams | |
LU101794B1 (en) | Apparatus and method for high-performance charged particle detection | |
GB2216331A (en) | Instrument for mass spectrometry/mass spectrometry | |
US20180005797A1 (en) | Scanning electron microscope | |
US4174479A (en) | Mass spectrometer | |
SU1550589A1 (en) | Electrostatic energy analyzer | |
US4638160A (en) | High clarity mass spectrometer capable of multiple simultaneous detection | |
US4418280A (en) | Double focusing mass spectrometer | |
US4924090A (en) | Double focusing mass spectrometer and MS/MS arrangement | |
US7250599B2 (en) | Energy filter image generator for electrically charged particles and the use thereof | |
US4983831A (en) | Time-of-flight analysis method with continuous scanning and analyzer to implement this method | |
EP0295253B1 (en) | Electron spectrometer | |
SU1076983A1 (en) | Mass spectrometer | |
CN109243945B (en) | Petal-shaped electrode, manufacturing method thereof, method for generating uniform electric field and image converter tube | |
SU1376833A1 (en) | Analyzer of energy of charged particles | |
RU2235386C2 (en) | Dust-impact mass-spectrometer | |
SU1732392A1 (en) | Cathode-ray device | |
Liu et al. | Large‐aperture, axially symmetric ion‐optical lens systems using new types of electrostatic and magnetic elements | |
SU723980A1 (en) | Prismatic magnetic mass-spectrometer | |
SU1128308A2 (en) | Mass spectrometer | |
SU671582A1 (en) | Plasma mass-spectrometer | |
SU1101076A1 (en) | Prism mass spectrometer | |
SU995156A1 (en) | Prizm-mass spectrometer |