SU1647700A1 - Toroidal electrostatic analyzer of energy of charged particles - Google Patents
Toroidal electrostatic analyzer of energy of charged particles Download PDFInfo
- Publication number
- SU1647700A1 SU1647700A1 SU884476530A SU4476530A SU1647700A1 SU 1647700 A1 SU1647700 A1 SU 1647700A1 SU 884476530 A SU884476530 A SU 884476530A SU 4476530 A SU4476530 A SU 4476530A SU 1647700 A1 SU1647700 A1 SU 1647700A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- energy
- charged particles
- analyzer
- electrodes
- toroidal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике электростатического анализа зар женных частиц по энерги м. Изобретение может быть использовано дл измерени энергетических спектров бета-частиц и электронов конверсии, испускаемых при радиоактивном распаде дер, дл измерени спектров рентгеновских, фото- и ОЖС-электронов, а также зар женных частиц в космическом пространстве. Целью изобретени вл етс одновременное увеличение разрешающей способности и дисперсии энергоанализатора . Энергоанализатор содержит два электрода 1 и 2тороидальной формы, соединенных с источниками 3 и 4 напр жени , источник 5 зар женных частиц и приемник 6 зар женных частиц. Благодар тому, что угол, образуемый электродами анализатора в радиальной плоскости, весьма велик и лежит в интервале 180-360°, можно улучшить одновременно как фокусирующие, так и дисперсионные свойства пол . 2 ил. На фиг.1, 2 схематически изображен а радиальной и аксиальной проекци х один из вариантов предлагаемого энергоанализатора . Энергоанализатор содержит два электрода 1 и 2 тороидальной формы, соединенных с источниками 3 и 4 напр жени противоположной пол рности, источник 5 и приемник 6 зар женных частиц Электроды 1, 2, источник 5 и приемник 6 анализатора расположены в вакууме. На фигурах представлен симметричный вариант энергоакализатора (Li 2 L, где Li и La - рассто ни от дефлектора анасл с о 4 vi vjThis invention relates to an electrostatic energy analysis of charged particles. The invention can be used to measure the energy spectra of beta particles and conversion electrons emitted during radioactive nuclear decay, to measure the spectra of x-ray, photo and OLS electrons, as well as charged particles in outer space. The aim of the invention is to simultaneously increase the resolution and dispersion of the energy analyzer. The energy analyzer contains two 1 and 2 toroidal electrodes connected to sources 3 and 4 of voltage, a source of 5 charged particles and a receiver 6 of charged particles. Due to the fact that the angle formed by the electrodes of the analyzer in the radial plane is very large and lies in the range of 180-360 ° C, it is possible to simultaneously improve both the focusing and dispersion properties of the field. 2 Il. Figures 1, 2 schematically depict a radial and axial projection of one of the variants of the proposed energy analyzer. The energy analyzer contains two toroidal 1 and 2 electrodes connected to sources 3 and 4 of opposite polarity, the source 5 and the receiver 6 of charged particles. The electrodes 1, 2, the source 5 and the analyzer receiver 6 are located in a vacuum. The figures show a symmetrical version of the energy-storage device (Li 2 L, where Li and La are the distances from the anasl deflector from about 4 vi vj
Description
пизатора соответственно до источника и приемника зар женных частиц), характеризующийс следующими отличительными параметрами: углова прот женность электродов анализатора, определ юща угол искривлени его оптической оси, составл ет Ф 300°, а значени радиуров кри- визны электродов анализатора в аксиальном сечении удовлетвор ет соотношениюrespectively the source and receiver of charged particles), characterized by the following distinctive parameters: the angular length of the analyzer electrodes, the defining angle of curvature of its optical axis, is Φ 300 °, and the values of the radiator curvature of the analyzer electrodes in axial section satisfy the ratio
1 +1 +
(Я - 2 62 + ет) d (А + IA) Rr(I - 2 62 + et) d (A + IA) Rr
о)about)
где RZ - радиус аксиальной кривизны электрода;where RZ is the radius of the axial curvature of the electrode;
ei и 62 - долевые коэффициенты линейной и квадратичной составл ющих пол электростатического дефлектора в разложенииei and 62 are the fractional coefficients of the linear and quadratic components of the electrostatic deflector field in the decomposition
Ег (п pi 0) Ео (Л -Hip + е2/о + ...), р ( r0 Rr) I Rr,(2)Ег (п pi 0) Ео (Л -Hip + е2 / о + ...), р (r0 Rr) I Rr, (2)
определ емые известным образом из условий осуществлени заданных радиального и аксиального преобразований при заданной угловой прот женности электродов и услови исключени .радиально-радиальной квадратичной аберрации;determined in a known manner from the conditions for performing the specified radial and axial transformations for a given angular extent of the electrodes and the conditions for excluding the radial-radial quadratic aberration;
d - рассто ние- от оптической оси энергоанализатора до электрода, вз тое со знаком плюс или минус в зависимости от направлени отрезка d no или против радиус-вектора .d is the distance from the optical axis of the energy analyzer to the electrode, taken with a plus or minus sign depending on the direction of the segment d no or against the radius vector.
Положительное значение радиуса аксиальной кривизны означает, что ее центр и центр кривизны оптической оси анализатора лежат по одну и ту же сторону от электрода .A positive value of the axial curvature radius means that its center and the center of curvature of the optical axis of the analyzer lie on the same side of the electrode.
Радиусы аксиальной кривизны электродов , определ емые формулой (1), равны R2r 0,559 Rri дл внутреннего электрода и R22 0,582 Rr2 дл внешнего при di -2Rr и da - +0,2Rr, где Rai и Raa - радиусы радиальной кривизны внутреннего и внешнего электродов (см. фиг.).The radii of the axial curvature of the electrodes, defined by the formula (1), are R2r 0.559 Rri for the inner electrode and R22 0.582 Rr2 for the outer one at di -2Rr and da - + 0.2Rr, where Rai and Raa are the radii of the radial curvature of the inner and outer electrodes ( see fig.).
Вход щий в формулу (1) коэффициент ei определен исход из известного услови , например (1), дл осуществлени преобразовани типа точка в точку (Т-Т) в радиальной плоскости (условие преобразовани tg (Р Ф/2 ) Rr/P L , где Р -v 3 -f ei и преобразовани типа точка в параллели (Г-П) в аксиальном сечении сThe coefficient ei included in formula (1) is determined based on a known condition, for example (1), for performing point-to-point (T-T) type conversion in the radial plane (transformation condition tg (P F / 2) Rr / PL, where P -v 3 -f ei and point-to-parallel type conversions (G-P) in axial section with
00
5five
двум промежуточными фокусами при Ф 300° (условие преобразовани гд(дФ-пП) Яг/ц1.гдеЧ v-(1 ), п - число промежуточных аксиальных фоку- сов.two intermediate foci at f 300 ° (the conversion condition gd (dF-pp) Hf / h1. cdec v- (1), n is the number of intermediate axial foci.
Параметры и основные характеристики тороидальных электростатических энергоанализаторов приведены в таблице.Parameters and main characteristics of toroidal electrostatic energy analyzers are given in the table.
вход щий в формулу (1) коэффициент в2 определен исход из известного услови обращени в нуль коэффициента радиально-радиальной угловой квадратичной аберрации: Yаа 0 (см. таблицу). Найденные вThe coefficient B2 included in formula (1) is determined on the basis of the known condition that the coefficient of radial-radial angular quadratic aberration vanishes: Y aa 0 (see table). Found in
итоге значени радиусов аксиальной кривизны внутреннего RZ1 и внешнего RZ2 электродов анализаторов также приведены в таблице. Особенностью рассмотренного энергоаналиэатора вл етс отношение радиусов аксиальной и радиальной кривизны электродов анализатора меньше единицы, в отличие, например, от сферического и цилиндрического энергоанализаторов, дл которых это отношение равно точно единице и бесконечности соответственно. В таблице приведены значени коэффициентов дисперсии ( Y$ 2 L tg (Р Ф/2 ) и удельной относительной дисперсии (Yy -1). The total radii of the axial curvature of the inner RZ1 and outer RZ2 electrodes of the analyzers are also given in the table. The peculiarity of the considered energy analyzer is the ratio of the radii of the axial and radial curvature of the analyzer electrodes less than unity, unlike, for example, from spherical and cylindrical energy analyzers, for which this ratio is exactly one and infinity, respectively. The table shows the values of the dispersion coefficients (Y $ 2 L tg (Р Ф / 2) and the specific relative dispersion (Yy -1).
nn
Из таблицы видно, что представленныйThe table shows that the
на рисунке энергоанализатор с Ф 300° обеспечивает в 4,8 раза большую дисперсию и в 2,1 раза большую удельную относительную дисперсию, характеризующую реальные возможности реализации дисперсии анализатора ъ его разрешающей способности , чем известный сферический анализатор, также представленный в таблице дл сравнени .in the figure, an energy analyzer with a F of 300 ° provides 4.8 times greater dispersion and 2.1 times greater specific relative dispersion, which characterizes the real possibilities of realizing the dispersion of the analyzer and its resolution than the well-known spherical analyzer, also presented in the table for comparison.
В таблице отражено исключение в предложенных вариантах энергоанализатора путем задани аксиальной кривизны электродов радиально-радиальной угловойThe table reflects the exception in the proposed versions of the energy analyzer by specifying the axial curvature of the electrodes of a radial-radial angular
5 квадратичной аберрации , присущей цилиндрическому и сферическому анализаторам, Аксиально-радиальна i квадратична углова аберраци YjJ/lA/J2 , а также смешанна углова аберраци вто0 рого пор дкаУЛ АаД исключаютс известным образом путем применени искривленной по изображению приемной щели зар женных частиц при аксиальном преобразовании Т-П или скругленных тор5 цов электродов дефлектора при аксиальном преобразовании типа Т-Т.5 quadratic aberrations inherent in cylindrical and spherical analyzers, Axial-radial and quadratic angular aberration YjJ / lA / J2, as well as second-order mixed angular aberration AUL AAD are eliminated in a known manner by applying a curved image of curved particles. -P or rounded ends of the electrodes of the deflector during axial conversion of the ТТ type.
Энергоанализатор обеспечивает аксиальную фокусировку пучка зар женных час- тиц более сильную, чем анализаторThe energy analyzer provides axial focusing of the beam of charged particles stronger than the analyzer.
5five
00
сферический. Дл варианта с Ф 300° аксиальный угловой аксептанс анализатора составл ет Д/3 355 мрад 20,2° при рабочей высоте электродов, равной ± 0,2 Rr.spherical. For the version with 300 ° F, the axial angular acceptance of the analyzer is D / 3,355 mrad 20.2 ° with a working height of the electrodes of ± 0.2 Rr.
Потенциалы электродов анализатора определ ютс известным образом по формулеThe potentials of the analyzer electrodes are determined in a known manner by the formula
V -V0 d/Rr+e ( ,V -V0 d / Rr + e (,
где V0 EoRr - условный потенциал сферы радиусачРг, вызывающий поле Е0 на ее поверхности .where V0 EoRr is the conditional potential of the sphere of the radius hpg, causing the field E0 on its surface.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884476530A SU1647700A1 (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Toroidal electrostatic analyzer of energy of charged particles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884476530A SU1647700A1 (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Toroidal electrostatic analyzer of energy of charged particles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1647700A1 true SU1647700A1 (en) | 1991-05-07 |
Family
ID=21396615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884476530A SU1647700A1 (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Toroidal electrostatic analyzer of energy of charged particles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1647700A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529463C2 (en) * | 2009-09-24 | 2014-09-27 | Дитмар ФУННЕМАНН | Imaging energy filter for electrically charged particles and spectroscope having same |
-
1988
- 1988-08-24 SU SU884476530A patent/SU1647700A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Дмитрук М.И., Малое А.Ф., Панин Б.В. и др. Масс-сепарационна установка со скрещенными магнитным и электрическим пол ми дл получени чистых малораспространенных изотопов т желых элементов. - В кн.: Физическа электроника. М. Атомиз- дат, 1965, с. 47-70. Тарантин Н.И. Аналитическое рассмотрение и расчет электростатических устройств путем решени обратной задачи. - Препринт ОИЯИ Р9-88-149. Дубна, 1988. Афанасьев В.П., Явор С.Я. Электростатические энергоанализаторы дл пучков зар женных частиц. М.: Наука, 1978, с.124-143. Изобретение относитс к технике электростатического анализа зар женных частиц па их энергии и может быть применено дл прецизионного измерени энергетических спектров бета-частиц и электронов конверсии, испускаемых при радиоактивном распаде дер, дл измерени спектров рентгеновских, фото- и оже-электронов в исследовани х структуры вещества, дл измерени спектров м гких зар женных частиц в космическом пространстве. Целью изобретени вл етс одновре- менное увеличение разрешающей спосо * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529463C2 (en) * | 2009-09-24 | 2014-09-27 | Дитмар ФУННЕМАНН | Imaging energy filter for electrically charged particles and spectroscope having same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2919381A (en) | Electron lens | |
| Tonner | Energy-filtered imaging with electrostatic optics for photoelectron microscopy | |
| SU1647700A1 (en) | Toroidal electrostatic analyzer of energy of charged particles | |
| US2486856A (en) | Electron lens | |
| EP0202117B1 (en) | Double focusing mass spectrometers | |
| US5357107A (en) | Electrostatic deflector with generally cylindrical configuration | |
| US3944827A (en) | Virtual image type double focusing mass spectrometer | |
| Ohiwa | Design of electron‐beam scanning systems using the moving objective lens | |
| US4367406A (en) | Cylindrical mirror electrostatic energy analyzer free of third-order angular aberrations | |
| Dichio et al. | Focal properties of the two‐tube electrostatic lens for large and near‐unity voltage ratios | |
| US3920988A (en) | Mass spectrometer | |
| US3087055A (en) | Particle spectrometers with high transmission, dispersion and resolution | |
| US4663560A (en) | Magnetic focus and electrostatic deflection type image pick-up tube | |
| JPS5894745A (en) | Multipole lens | |
| Hibino et al. | Correction of the spherical aberration of a magnetic lens with a foil lens | |
| Boerboom et al. | Ion optics of multipole devices. I. Theory of the dodecapole | |
| Zashkvara et al. | Energy analyzer for charged particle fluxes | |
| Johnson | A ring lens for focusing ion beams to uniform densities | |
| Plies | Calculation of electrostatic multitubular core-lenses for a 3D imaging electron microscope: Three-dimensionally imaging electron microscopes,(part IV) | |
| JPS6047359A (en) | Electrostatic type particle energy analyser | |
| Liebl | Stigmatic sector-field energy analyzer without second-order angular image aberrations | |
| Liu et al. | Large‐aperture, axially symmetric ion‐optical lens systems using new types of electrostatic and magnetic elements | |
| Tarantin | Magnetic toroidal spectrometer for charged particles | |
| KR900008617B1 (en) | Image pick-up tube | |
| SU408393A1 (en) | ELECTROSTATIC FOCUSING SYSTEM |