SU1714720A1

SU1714720A1 - Method for adjustment of electrostatic sector power analyzer

Info

Publication number: SU1714720A1
Application number: SU894754648A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Данилович Саченко; Михаил Игоревич Явор
Original assignee: Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1989-11-01
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению, предназначенному дл энерго- и масс-спектрального анализа зар женных частиц. Цель изобретени - увеличение разрешающей способности - достигаетс тем, что в способе, основанном на изменении напр жени на ограничивающих межзлектродное пространство в аксиальном направлении пластинах до достижени максимальной величины ионного тока, проход щего через отверстие выходной диафрагмы энергоанализатора, на ограничивающие пластины подают oj дополнительного источника дополнительные напр жени , противоположные по знаку и равные по абсолютной величине, которые измен ют в направлении увеличени ионного тока, регистрируемого за выходной диафрагмой энергоанализатора, до достижени максимального значени тока. 2 ил.ч^^The invention relates to an analytical instrumentation intended for energy and mass spectral analysis of charged particles. The purpose of the invention, an increase in resolution, is achieved by the fact that, in a method based on a change in voltage on the plates bounding the electrode gap in the axial direction until the maximum value of the ion current passing through the opening of the output diaphragm of the energy analyzer is reached, additional sources provide the limiting plates oj of the additional source voltages opposite in sign and equal in absolute value, which change in the direction of increasing the ion current, register th output diaphragm for energy analyzer, until the maximum value of the current. 2 il ^^

Description

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению, предназначенному дл энерго- и масс-спектрального анализа зар женных частиц, и может быть использовано в высокопрецизионных статических масс- и энергоспектрометрах, содержащих секторные электростатические знергЬанализаторы (цилиндрические, сферические или тороидальные конденсаторы).The invention relates to an analytical instrumentation designed for energy and mass spectral analysis of charged particles, and can be used in high-precision static mass and energy spectrometers containing sectoral electrostatic energy analyzers (cylindrical, spherical or toroidal capacitors).

Целью изобретени вл етс увеличение разрешающей способности секторного электростатического энергоанализатора.The aim of the invention is to increase the resolution of a sector electrostatic energy analyzer.

На фиг.1 и 2 приведены схемы, по сн ющие предлагаемой способ.Figures 1 and 2 are diagrams explaining the proposed method.

Способ осуществл етс компенсацией вли ни дефектов изготовлени и сборки электродов электроанализаторов и обеспечиваетс тем, что в известном способе юстировки 3, основанном на изменении напр жени на ограничивающих межэлектродное пространство в аксиальном направлении пластинах до достижени максимальной величины ионного тока, проход щего через узкое отверстие выходной диафрагмы энергоанализатора на ограничивающие пластины энергоанализатора, изолированные друг от друга, подаютс с дополнительного блока питани дополнительные напр жени , противополсбкные по знаку и равные по абсолютной величине W (фиг.1), так что потенциалы Ui и U2 на огра ,ничивагощих пластинах А и В имеют вид , , где V - потенциал, регулирующий оптическую силу энергоанализатора , использующийс в известном способе 3. Юстировка электроанализатора проводитс в два этапа. Первый этап совпадает со способом юстировки, описанным в 3,и заключаетс в изменении потенциала (при ) в направлении увеличени ионноготока на коллекторе регистрирующего устройства до достижени максимального значени ионного тока. На втором этапе производитс изменение абсолютной величины W дополнительных потенциалов (при посто нном значении V) в направлении дальнейшего увеличени ионного тока до достижени его максимального значени .The method is compensated for the effect of manufacturing and assembly defects of electroanalyzer electrodes and is ensured by the fact that, in the known alignment method 3, based on the voltage variation on the axial plates bounding the interelectrode space until the maximum ion current through the narrow opening of the output aperture is reached energy analyzer to the energy analyzer bounding plates, isolated from each other, supplied from an additional power supply unit voltage, antipolitically sign and equal in absolute value W (figure 1), so that the potentials Ui and U2 on the limbs of the plates A and B have the form, where V is the potential regulating the optical power of the energy analyzer used in the well-known method 3. The alignment of the electrical analyzer is carried out in two stages. The first stage coincides with the adjustment method described in 3 and consists in changing the potential (when) in the direction of increasing the ion current at the collector of the recording device until the maximum value of the ion current is reached. At the second stage, the absolute value of W of additional potentials (at a constant value of V) is changed in the direction of further increase of the ion current to its maximum value.

Эффективность изобретени иллюстрируетс на примере цилиндрического энергоанализатора . Вли ние на траектории частиц равных по величине и противоположных по знаку потенциалов +W, поданных с дополнительного источника питани на ограничивающие пластины А и В идеального (без дефектов изготовлени ) энергоанализатора (фиг.1), состоит в следующем. При любом значении W значение потенциала на оси пучка остаетс неизменным, ось пучка при прохождении черездефлектор не смещаетс и фокусное рассто ние его остаетс прежним. Однако две частицы, лет щие ho траектори м 1 и 2, расположенным по разные стороны от средней плоскости ,пpи попадании в поле дефлектора оказываютс в област х различных потенциалов . При этом одна из частиц ускор етс , а друга замедл етс . Замедленна частица отклон етс дефлектором на больший угол, ускоренна - на меньший. Таким образом, подбором значени потенциала .. W можно добитьс компенсации расфокусировки изображени в плоскости выходной диафрагмы , вызванной неперпендикул рностью установки электродов энергоанализатора относительно средней плоскости, чего не удаетс достичь в известных способах юстировки ,The effectiveness of the invention is illustrated by the example of a cylindrical energy analyzer. The effect on the trajectories of particles of equal and opposite potentials + W, supplied from an additional power source to the limiting plates A and B of an ideal (without manufacturing defects) energy analyzer (Fig. 1), is as follows. At any value of W, the potential value on the beam axis remains unchanged, the beam axis does not shift when passing through the deflector, and its focal distance remains the same. However, two particles that fly ho trajectories m 1 and 2, located on opposite sides of the middle plane, when in the field of the deflector, appear in areas of different potentials. In this case, one of the particles is accelerated, and the other is slowed down. The delayed particle is deflected by a deflector at a larger angle, the accelerated particle - by a smaller one. Thus, by selecting the potential value. W it is possible to achieve compensation for the image defocusing in the plane of the output diaphragm caused by the non-perpendicular installation of the electrodes of the energy analyzer relative to the median plane, which cannot be achieved in the known alignment methods,

Изобретение апробировано на макете химического малогабаритного статического масс-спектрометра, содержащего секторный тороидальный конденсатор 1 с ограничивающими пластинами 2, соединенными с дополнительным источником питани The invention was tested on a model of a chemical compact static mass spectrometer containing a sector toroidal capacitor 1 with limiting plates 2 connected to an additional power source.

фиг,2). Рассто ние между тороидальными электродами конденсатора составл ет мм, рассто ние между ограничивающими пластинами выбрано мм. На тороидальные электроды подают потенциалы 50 B, В, соответствующие средней энергии проход щих через дефлектор ионов 500 эВ, При изготовлении и сборке тороидальных электродов точность установки межэлектродного зазора Ь, измер емую в средней плоскости и в непосредственной близости от ограничивающих пластин, задают в пределах ± 0,01 мм. Така точность соответствует возможной непараллельности касательных к образующим тороидальных электродов в точках пересечени их средней плоскостью, характеризуемой углом их взаимного наклона V в пределах ±0 ,023°. При испытании эффективностиFig, 2). The distance between the toroidal electrodes of the capacitor is mm, the distance between the limiting plates is mm. Potentials 50 V, B, corresponding to the average energy of ions passing through the deflector 500 eV, are applied to the toroidal electrodes. In the manufacture and assembly of toroidal electrodes, the accuracy of the installation of the interelectrode gap b, measured in the middle plane and in the immediate vicinity of the limiting plates, is set to 0.01 mm. Such accuracy corresponds to the possible non-parallelism of the tangents to the toroidal electrodes forming at the intersection points of their mid-plane, characterized by the angle of their mutual inclination V within ± 0, 023 °. When testing the effectiveness

изобретени предварительно провод т совмещение плоскости кроссовера пучка с плоскостью вцходной диафрагмы путем механического перемещени источника ионов вдоль оптической оси. После этого провер ют , что подача одинакового напр жени V на ограничивающие пластины не приводит к увеличению разрешающей способности, составл ющей 800. Далее составл юща V положена равной нулю и производитс вариаци величины W потенциалов в пределах от - 200 до +200 В. Наилучшее разрешение 2000 достигнуто при значении W -135 В. Таким образом, было получено существенное увеличение разрешающейthe invention has previously carried out alignment of the plane of the crossover of the beam with the plane of the starting aperture by mechanically moving the ion source along the optical axis. Thereafter, it is checked that the supply of the same voltage V to the limiting plates does not increase the resolution to 800. Further, the component V is set equal to zero and a variation of the value W of potentials in the range from -200 to +200 V is produced. 2000 was achieved at a value of W -135 V. Thus, a significant increase in the resolving power was obtained.

способности прибора.device capabilities.

Формул а и 3 о бретени Formula a and 3 for brea

Способ юстировки электростатическогоElectrostatic alignment method

секторного энергоанализатра, основанный на изменении напр жени на ограничивающих межэлектродное пространство в аксиальном направлении пластинах до достижени максимального значени ионного тока, проход щего через узкое отверстие выходной Диафрагмы энергоанализатора, о тл и ча ю щи и с тем, что, с целью увеличени разрешающей способности, на ограничивающие пластины энергоанализатора подаютsectoral energy analyzer based on the change in voltage across the interelectrode space in the axial direction of the plates to achieve the maximum value of the ion current passing through the narrow opening of the output diaphragm of the energy analyzer, about t and part, so as to increase the resolution, on the limiting plates of the energy analyzer are served

дополнительные напр жени , противоположные по знаку и равные по абсолютному значению, которые измен ют в направлении увеличени ионного тока, регистрируемого за выходной диафрагмойadditional voltages, opposite in sign and equal in absolute value, which change in the direction of increasing the ion current recorded behind the output aperture

энергоанализатора, до достижени максимального значени тока.power analyzer until the maximum current is reached.

Uj Uj

Claims

Claim

A method of adjusting the electrostatic sector energy analyzer, based on changing the voltage on the plates limiting the interelectrode space in the axial direction, until the maximum value of the ion current passing through the narrow opening of the output diaphragm of the energy analyzer is achieved, which differs in that, in order to increase the resolution , additional stresses, opposite in sign and equal in absolute value, which change in the direction of the increase in the ion current recorded behind the output diaphragm of the energy analyzer until the maximum current value is reached.