Комбинированная электростатическая призма
Патент 630678
Авторы
Классы МПК
Комбинированная электростатическая призма
Иллюстрации
Реферат
ОГ)ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
I) 11630678
OOIOO 0OO67O1|11X
Социвлистичввких
Рвалублик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.02.77 (21) 2449404, 18-25 (51) iI. Кч
Н OIJ 39/34 с присоединением заявки _#_B (53) УДК 621.385.8 (088.8) ио леле)и изобретений (43) Опубликовано 30.10.78. Бюллстснь XB 40 и открытий (45) Дата опубликования описания 29.09.78 (72) Авторы изобретения
Л. Г. Гликман и Ю. А. Невинный
Институт ядерной физики АН Казахской ССР (71) Заявитель (54) КОМБИНИРОВАННАЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ
ПРИЗМА
ГооударотееииыЙ (23) Приоритет
Изобретение относится к технике анализа заряженных частиц по энергиям или массам и может быть использовано в электронной спектроскопии и масс-спектроскопии. 5
Известны электростатические призмы, применяемые в анализаторах заряженных частиц по энергиям или массам, в которых либо каждая пз граней призмы, либо призма в целом представляет собой телескопи- 1о ческую систему (11. В первом случае используются системы электродов, создающие двумерные (ис зависящие от одной из декартовых координат) поля, а во втором— системы электродов, образующие кониче- 1() ские поля, которым соответствует распределение потенциала, зависящее в сферической системе координат только от угловых переменных.
Для упрощения конструкции призменных 20 анализаторов и их настройки целесообразно использовать симметричные призмы, т. е. призмы с электродной системой, симметричной относительно средней плоскости и перпендикулярной к ней плоскости раздела 25 граней призмы, и распределением потенциала, обеспечивающим симмстри иный ход осевой траектории относительно плоскости раздела. Применение таких призм позволило создать анализаторы, обладающие об1- 3О емной фокусировкой и малыми аберрациями в направлении дисперсии.
Известна комбинированная электростатическая призма, состоящая из двух призм, в каждой из которых система электродов, образующих грани призмы, симметрична относительно средней плоскости, общей для обеих призм, и псрпендпкулярной к ней плоскости раздела граней (2).
Такое техннчсскос решение обсспсчива T увели Ie)III(;i)le)I(p(II)I прнзменных анализаторов нри ограни 1(III)blx величинах ускор l)èÿ и замедления и представляет собой послсдоватс IL)loo включение двуx или более симметричных призм. В этом случае дисперсия комбинированной призмы равна сумме дисперсий составляющих ее призм.
Однако габариты такой призмы возрастают пропорционально ес дпспсрсии, что является недостатком известной призмы.
Цель изобретены)я — увеличение угловой дисперсии»о энергии частиц и сокращение размеров.
Это достигается )см, )To одна из призм размсщсна мсжду гранями другой так, что плоско(ти р<1 ад(.1<1 Гр<1н(. и сонп lда!От.
I I;i I(pT(ж(1) о) <)з;) на и() мб))нация двух пятиэлсl 1 ро Ill h) х I)p)13!3) (дв1 мерным
ПОЛСМ 13 )1PO(. I()l,)I)I 1111 ООIЦУЮ 11,1OCI(OCT) СИМ630678
0,=tg8, 55 метрии, один из возможных вариантов призмы.
Система электродов 1 — 9 образует грани призм.
Входная и выходная грани внешней при- 5 змы образованы электродами 1, 2, 3 и 7, 8, 9, а внутренней призмы — электродами 3, 4, 5 и 5, 6, 7 соответственно. Электроды 3 и 7 — общие для внешней и внутренней призм.
Каждый электрод представляет собой пару металлических пластин, симметричных относительно плоскости xz. Система электродов симметрична относительно плоскости раздела граней, перпендикулярной к 15 плоскости xz и пересекающей эту плоскость по оси х. Электроды 1 и 9 находятся под потенциалом V>, электроды 3 и 7 — под потенциалом Vs, а электрод 5 — под потенциалом Vs. Потенциалы на электродах 20
2, 4, 6, 8 выбираются такими, чтобы обеспечить телескопичность каждой грани. Потенциалы, как принято в призменной оптике, считаются равными нулю там, где скорость заряженных частиц равна нулю. Раз- 25 меры электродов системы выбираются такими, чтобы исключить взаимное наложение полей соседних граней, а также обеспечить двумерность поля в области прохождения пучка. Пунктиром на чертеже пока- ЗО заны эффективные плоскости преломления граней. Угол падения луча на входе во внешнюю призму и равный ему угол выхода из нее обозначены через Оь а угол падения на внутреннюю призму и угол выхо- 35 да из нее — через Оз. 0 — угол преломления на выходе из входной грани внешней призмы и угол падения на ее выходную грань. 04 — угол преломления на выходе из входной грани внутренней призмы и угол 40 падения на ее выходную грань.
Внешняя и внутренняя призмы ориентированы так, что величина угла отклонения луча непрерывно возрастает по мере прохождения поля призмы. Угловая дисперсия 45 предлагаемой комбинированной призмы определяется выражением
D=V =D + D, signD„ (1) dVi s П 261 где
D,=tg0, — 1 — дисперсии каждой из составляющих призм. При включении этих призм последовательно абсолютная величина дисперсии комбинированной призмы была бы равна сумме величин /D / и /В /. В связи с тем, что множитель, стоящий перед /D / в выражении (1) может быть сделан много больше 1, дисперсия предлагаемой комбинированной призмы может принимать значение на много больше, чем /D / и /Dz/. Так при
0 = 80, 0 = 45, Оз = 20 и 04 = 75, что соответствует = 0,515 и - = 7,976, 2 з дисперсия предлагаемой комбинированной призмы D = 10,175 при максимальном усV корении = 2 и максимальном замедле2
V)
Vg нии =4. При последовательном вклю з чении призм, составляющих комбинированную призму, общая дисперсия /DI/ + /0 / =
= 2,750+ 2,539= 5,290, максимальное ус2 корение — = 2, а максимальное замедлеVg 2 ние = 8. Полный уголотклонения луча з я: 2(H + О" 4 — Ом — 8 ) в приведенном примере равен 180 . При использовании такого угла отклонения удается создать компактный призменный анализатор. Дисперсия симметричной комбинированной призмы приблизительно в два раза больше дисперсии двух последовательно включенных призм при одинаковых размерах.
Формула изобретения
Комбинированная электростатическая призма, состоящая из двух призм, в каждой из которых система электродов, образующих грани призмы, симметрична относительно средней плоскости, общей для обеих призм, и перпендикулярной к ней плоскости раздела граней, отличающаяся тем, что, с целью увеличения угловой дисперсии по энергии частиц и сокращения размеров, одна из призм размещена между гранями другой так, что плоскости раздела граней совпадают.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Кельман В. М., Явор С. Я. Электронная оптика. «Наука», с. 402, 1968.
2. Там же, с. 412.
630678
Редактор И. Грузова
Подписное
Изд. Ко 697 Тираж 922
ППО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Н!осква, Ж-35, Раугиская наб., д. 4/5
Заказ 1904/9
Составитель В. Обухов
Техред С. Антипенко
Типография, пр. Сапунова, 2
Корректоры. Jl. Брахнина и Л. Котова