SU680534A1 - Электростатический энергоанализатор - Google Patents

Description

16 Изобретение относитс  к спектроскопии пучков зар женных частиц и мо жет быть использовано дл  построени  электростатического энергоанализатора высокой разрешающей способности и значительной светосилы. Известен электростатический эн 5ргоанализатор пучков зар женных частиц типа цилиндрического зеркала Этот анализатор состоит из двух соосных цилиндрических электродов. Вну ренний электрод обычно заземл етс , а к наружному прикладываетс  мен ющийс  потенциал У , по знак/ одноимен ный зар ду анализируемых частиц. Точечный источник и его изображение наход тс  на оси симметрии и фокусное рассто ние равно 6,3 ч, где г, - радиус внутреннего электрод Анализ зар женн{51х частиц по кинетическим энерги м в этом устройстве основан на фокусирующем и диспергирующем действии электростатического пол  в пространстве между цилиндрическими элек гродами на пучок зар женных частиц, направленный под некоторым углом oif, к оси симметрии электродов . Разрешающую способность анали затора можно характеризовать отноше нием дисперсии к величине аберрацио ного размыти  изображени . Чем больш . это отношение, тем выше разрешающа  способность анализатора. Дл  создани цилиндрического пол  в области прохождени  траекторий зар женных частиц требуютс  электроды большой длин1,1, позвол ющие устранить вли ние краевьпс полей. Такие анализаторы оказываютс  громоздкими. На практике, в цилиндрических зеркалах анализиру щее поле обычно ограничивают в направлении оси симметрии, а на торца цилиндрических электродов располагают изолирующие пластины с системами коаксиальных металлических электродов, несущих корректирующие потенциалы. Внутренн   поверхность изолирующих пластин иногда покрываетс  слоем с большим омическим сопротивлением, что улучшает корректирующее действие. Только применение таких довольно сложных и громоздких систем защитных электродов позвол ет значительно сократить длину анализатора, избавившись от искажающего действи  краевых полей. При этом фокусировка анализатора не улучшаетс . Известен также укороченный анализатор типа цилиндрического зеркала, содержащий источник, приемник, внутренний и наружный цилиндрический электроды, одну торцевую систему защиты. Цель изобретени  - повышение разрешающей способности при большой светосиле и упрощение конструкции. Цель достигаетс  тем, что в межэлектродном пространстве устанавливаетс  плоска  торцева  металлическа  пластина, перпендикул рна  оси симметрии анализатора, имеюща  потенциал внутреннего цилиндрического электрода . В предлагаемом устройстве нужный эффект ослаблени  отклон ющего пол  создаетс  торцевой металлической пластиной , имеющей потенциал внутреннего цилиндра. С другой стороны, та же сама  металлическа  пластина ограничивает анализирующее поле, так что отпадает необходимость в системе защитных электродов с одного из торцов по сравнению с прототипом. Тем самым упрощаетс  конструкци . На фиг. 1 дана схема предлагаемого анализатора; на фиг, 2 - графики, по сч ющие его работу. Электростатический энергоанализатор содержит внутренний цилиндрический электрод 1 радиуса г, наружный цилиндрический электрод 2 радиуса fg , металлическую торцевую пластину 3, точечный источник 4 зар женных частиц , приемник 5, окно 6 дл  ввода частиц в поле, окно 7 дл  вывода частиц из пол , приемную диафрагму 8 с малым круглым отверстием, систему 9 защитных электродов, изолирующее кольцо 10. Анализатор работает следующим образом. I Расход щийс  от точечного источника 4 пучок зар женных частиц поступает через окно 6 в анализирукщее поле. Осева  траектори  пучка наклонена на входе в поле углом 42, к осисимметрии. Отраженные полем зар женные частицы выход т через окно 7 и попадают в отверсти  приемной диафрагмы 8. Измен   потенциал на наружном электроде 2, получают спектр частиц по энерги м в анализируемом пучке. Благодар  помещению на определенном рассто нии от окна 7 пластины 3 разрешающа  способность

анализатора при регистрации пучков зар женных частиц с большой угловой расходимостью в несколько раз выше, чем в случае цилиндрического зеркала в режиме угловой фокусировки второго пор дка. Кроме того, в предлагаемом анализаторе отсутствует система защиты со стороны приемника. Положение торцевой пластины 3 определ етс  ее рассто нием S относительно точечного источника 4. На фиг. 2 представлены аберрационные кривые, характеризирующие продольное размытие изображени  в анализаторе. Выполненные на ЭВМ расчеты показали, что в случае 0(,3, , 2, даже при небольшом рассто нии от пластины 3 до окна 7, дисперси  по энергии остаетс  такой же, как в цилиндрическом зеркале , а величина размыти  изображени  в несколько раз уменьшаетс  при изменении 8 и соответствующем значении ,/(0, где E(j - кинетическа  энерги  частиц

и - отклон ющий потенциал на наружном электроде;

С - зар д частиц,

что и приводит к повышению разрешени . Нужно отметить, что фокусное рассто ние дл  различных сочетаний у и 5 может быть как больше, так и

меньше фокусного рассто ни  цилиндрического зеркала, которое равно 6,13 На фиг. 2 по горизонтальной оси отложены значени  угла ввода пучка траекторий в полес , а по вертикальной - значени  фокусного рассто ни  в единицах г . Крива  1 соответствует цилиндрическому зеркалу, дл  которого У 1 ,890, крива  П соответствует ,890,5 6,30, крива  Ш -у 1,809,5 5,30г . Видно, что введение торцевой металлической пластины существенно зт еньшает аберрационное размыкание при использовании больших углов расходимости. Так дл  кривых П иШ при использовании угла расходимости 4 аберрационное размыкание уменьшаетс  в 3,6 раза и в 2 раза соответственно, по сравнению с цилиндрическим зеркалом, что в соответствующее число раз повьшзает разрешающую способность анализатора. . Предлагаемый анализатор более совершенен и более прост по конструкции , чем прототип. Это вьфажаетс  в том, что разрешение при регистрации пучков с большой угловой расходимостью оказьгоаетс  в несколько раз выше, а конструкци  проще, так как устран етс  система защитных электродов с одного из торцов анализатора.

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОР, содержащий источник, приемник, внутренний и наружный цилинд- рические электроды, одну торцевую систему защиты, отличающий· с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности при большой светосиле и упрощения конструкции, в межэлектродном пространстве устанавливается металлическая торцевая пластина, перпендикулярная оси симметрии анализатора, имеющая потенцит ал внутреннего цилиндрического элект рода.

   SU ,и. 680534

   1 680534