Электростатическая иммерсионная линза

 

1. ЭЛЕКТЮСТАТИЧЕСКАЯ ИММЕРСИОННАЯ ЛИНЗА, содержащая два одинаковых осесимметричных электрода, длякоторых расстояние между обращенными друг к другу торцовыми плоскостями не превышает диаметра линии пересечения указанной торцовой плоскости с внутренней поверхностьювращения электрода, отличающаяся тем, что, с целью повышения опттеской силы при сокращении длины лкнзы, угол между образующей поверхности вращения и осью линзы выполнен уменьшающимся в направлении от противолежащих торцовых плоскостей электродов, а отнощение осевой протяженности линзы к диаметру линии пересечения торцовой плоскости каждого из электродов е его внутренней поверхностью составляет 0,7-1(8. 2. Лкнза по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что внутренняя поверхность каждого из электродов образована двумя коническими поверхностями , причем отношение расстояния от торцовок плоскости электрода до плоскости пересечения конических поверхностей к осевой протяженности электрода составляет 0,15-0,3.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н 0 J 3, 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕтениЯ

v) (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3459929/18-21 (22) 30.06.82 (46) 30.09,83. Бюл. М 36 (72) Л.Н. Григоров и А.А. Зорин (71) Специальное конструкторское бюро Института органической химии им. H.Д. Зелинского и Научно-производственное обьединение "Норпласт (53) 537.533 (088.8) (56) 1. Шерстнев Л.Г, Электронная оптика и электронно-лучевые приборы, Ч., Энергия", 1971, с. 78.

2. Кельман В.М., Явор С.Я. Электронная оптика. Л., "Наука, 1968, с. 165 (прототип). (54) (57) 1. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИММЕРСИОННАЯ ЛИНЗА, содержащая два одинаковых осесимметричных электрода, для. которых расстояние между обращенными друг к другу торцовыми плоскостями не превышает диаметра линии пересечения указанной торцовой плоскости с внутренней поверхностью вращения электрода, отличающаяся тем,что, с целью повышения оптической силы при сокрашении длины линзы, угол между образующей поверхности врашения и осью линзы выполнен уменьшающимся в направлении от про. тиволежащих торцовых плоскостей электродов, а отношение осевой протяженности линзы к диаметру линии пересечения торцовой плоскости каждого из электродов е его внутренней поверхностью составляет О, -1,8.

2, Линза по п. 1, с; л и ч а ю щ а я с я тем, что внутренняя поверхность каждого иэ электродов образована двумя коническими поверхностями, причем отношение расстояния от торцовои плоскости электрода до плоскости пересечения конических поверхностей к осеьой протяженности электрода составляет 0,15-0,3.

1045303 р зооргтгние Относится к технике фокусиро!3KN пу гко?1 .-;Ьряженнь:х частиц, а именно к Элгктроста?ическим иммерсионным линзам, и может быть Hci!QJ{booBeito в 3JICKipOHHbix микроскопах, МаСС вЂ”::Пгк»РСМС)РаХ И ПРОЧИХ УСтРОйСтааХ, ИС,{Ольэ, юнтнх остросфокусированные пучки заряН) («час) КЦ

t! «ГЕСI{i:-1 3){СКТPOCTBTN ?ЕCKКЕ ИММСВСИОН?!Ыг

;iNH3;,,;остачщие кэ двух с сесиммегричных «ie .. г)э(:дгв„отгпгчаюгг{??хся друг от друга по фор-16

1пг. !-;»«{)f>i".!-.СР«Линза МОЖЕТ СОСТОЯТЬ ИЭ ДВУХ соосно Эас))оложгнкых отрезков цилиндров, внуто ппкс ч?)а...рга котовых пс равны др гг дву;"., Г1 j

Г

111cj(oc i.:;K i",Nb!it(с пессиметричными элек.

Г «оцам)1 «ЯВI??!ЕТСЯ Н?:3«::а«> ОПТИЧаСКая Сипа.

1.3-":=".:";;-.:-; . -Эк:.(г алек! Эостатичгские иммеосион11?! <"."., - 0«тг жащпг «два 0«дипаковых Qce(Ni«4метр??чны» Электрода, Выполненных В Виде Bpa-!

Lie.»i с, )зь?а-. с"--Q.i Фарг«ь.*. расстояние . с> меж- 26 д, Обоац!е::1>ьь»к. ., >;руг .:; доуг- торцовыми плос.„3{г!. :;.1)! =-".:.C»cfpoJJof. ie превышает диаметра D

«п); «!«!«Г". . -«eH«IN« укаэанной Top!?OBQH. плОскОс— ПQBepx;-?остью электрода.

;1сп;-,;:ром Явг,(ются линзы, состоящие иэ !

i«): ..o0cH0 рас!101?оженных отрезков цилинд10?{ —:,":.;;-. 0 "О дка,teTpa D, причем Г). S, и ,iе!Е«за!, «Ос ГОВ! Ч;..::3 Дв",Х ПЛОСКИХ диа(?)раг)»1,, аж(;:.»« . « . " )«рых». !«!ССТ QTBepCTNe ДИаМЕТрОМ

". Рп -:.-;.,:-11.;.;:;- гж;!Ó ЦЕ?;:тпа))П=, OTBePCrN) 8, а»р

?(ару«ж?(ь>»» . :В)::)гтр д!аа(ррагм составляет не меii: В .Л(«п(?)ь,;,и-, "Too!! ИскJfloiIN(b ис» а>кение

-.J!:;.-.: «»цч{.«;.- «и,- oJ»H В Оабсчаи fipNoceB(»H 06. -1г>»оста!»Го: известных лкпз является ма.:. -" ОПГ?! ..:.;;. :«) г!а, (П)РСДЕЛЯЕМаЯ КаК ОтНОЩЕ:..-. х::"=K««åp:- ОГО диа. {eTQB линзы О к величине (()ОК,, (;!{-;« (« ",ДССТОЯНИЯ

Друг"..;: 1{сдостатком является невозможность

{ ол>«п«а: кэобра?кен!г» предь?гга с бол?щ?(;,«, 40 ;{)3(1„. .3)):„: г«!То.,:; у:;;г) »>)ценил его размеров ВНе

1 .>"«OC! РаНСТва Оля ЛИНЭЬ», ПОСКОЛЬКУ ПРОТЯЖЕН"

Ho ) !. э.lcKipN lс КОГ;; «?Оля ВдОль Оск кз! ecTHb!x л«п в -гс «га 1 в и с!гольKQ { «аз f1 pegbltlt;lг ef г?иа"

МЕ: > {1.

1 сг! ь изобретения - повышение оптическ ой

{Эiilfb! ЛИНЭЬ iii»к СОКР>Ц«!"1)ИК Ег Дл«««Ы Не торой прис, Tc„.вуст Влпя)гкс ес элек.«ркчсского .1)ОЛЯ.

i 1T: «àI!;" 1>гль до;ти)ается тем„что B элек!

) С) ати I С{» «« I N г)«1 >3 О ОННО.: ЛИН )е«co«I(p KB

IЦС «! Два 0;I!!HI"НОВЫХ 0 аСКММС ?РЕЧНЫХ ЭЛСКТРО" дг, льчя которых оассгояние между обращен« г .ЫМК Д)ЭУ K ДУ«УГ y ТОРЦОВЫМИ ПЛОСКОСТЯМИ 1?г

1lpeBI!i;!; еТ д«яа:-. Стр >1к)п!и пересечения указанной (np!!0«B:;!, ?-лоскостк с внутренней повсрхкостью Вращения Электрола, угол между обраэуtсcщей нове,"Эхкост. врап;енкя и осью линзы Выло;1не?) умень?(«а)сц?кмся В Ha)ipz»лс??ни от проткВОЛ(.жа!)!и TOPHORb!x 1)ЛОскОстс 1 3:?ект130ДОВ, а ОТ»101>ЦСНКС ОСЕВОЙ ПРATNÆe! H!OCÒN Г)ИНЗЫ К диа,teT?J! .-:ниии !)еоесечснкя тopHQB(»!I !170сK0CTN К?IЖДОГО ИЭ ЭЛС;; ТВОЦОВ с СГО BHJТрСННгй !

10Bi 1xH0cт ю состзВля T .> > . 1.

Внутрен)!яя toBepxHOсть (аждого:33 = .СктродОВ Оор?!ЭОВана дв1«мя коническими ЛОверхностями, причем отношение расстояния от упомянутОй торцовой ЛlноскОсти 37гк «рода ПО плбскОсTN HePeCeiIeНИЯ !<ОН)й(СС!»КХ !IOBePXHOCTeN К ÎCeвой прот> жснности электр„;;;-., CocT;Вляст 0,15-0,3

H«i чс«{>тсжг I .Qê»!32HB K.лlс .pii.ñi?)) 1 ) .МьiepcNÎHной линз!«!.

>>?!?)за состоит N3 ос;с»{({;.;:е-.ркчного Элгктво«»

Да 1 И ТВКО{ С «Кг HO (р(>р)ПС ЗЛС " . po«а «« «lа

О и 060>N-:, л{»ктродов п,{сются Отверст»«я «и 4

Д>7Я EpoXOJK«teH)?я 7«jЧКВ Заряжг)щыХ ЧВC Иц. PBC::ro; !««j;,,«««(ö ->т. {6c".I«BI(»;и ., к ««oi!pegeляет о:свую протяже"-пгэсть линзы,; л«сктроды

СОСД!!г1СНЬ! ДР ч) C Д{Р»л (!!V« . !PH 1!O«ОЩИ ИЗОЛЯ{оров 5«п!.?!Кргплгпн?»(х к 31)с- .{рода.,> ". и хомутамк 6 N / ОО?вг ственно, Б?!»«тренняя tloBet3xHocть Элск-родов 1 к " Вь?полне)?а таким ( образом, чтобы (гол м{:жду образующей поверхностп Впа!Ь){1!1ия к осью линзы у)кеньщался по направлению от противолежащих торцовых поверхностей Элгктродов. ?.)Дним кз возможных

;)ОВ(РХНО("!7«»»HOJI« i 1.- .BДC KN

,«цсэ! (ым В и-,: 010зпгнии и да?ощим хоpo LTNe

p".-">.{:bTàTbi«является ее выпол))с{!Ие в виде по.зерхности двух пересекающихся KOHJ«coE), =: вершине одного из которых располсжсно вход-.1"г (или гь(..хо«гпог1 отверстие, Ьлкэккг к оптимальк»ым опгкчески= параметpbE лпРы { ){»г!« "-"гны для KQHyсов с ч глам{ IpN

BcpLLtNHe 1.00!и 27 состветствгнпо, нри этом

Осева э протяженность конуса с большим уГлом при першинг относится:;- .:.севой протяженности Электрода )гак 0«,21. Зсевая протяженность 1

ЛИНЗЬ! С GIIT!IM3JtbHI«)t»iN,!аРЯМЕТР2МИ СОВПЯДЪЕТ С диаметром D липин пер"ce.-;енкя горцовой плоскости .",.7гктрода " его B.-г;гогнкгй новеох?)остью, т,г с диамгтпом ocHOBB)iкя к««".i «а (60)lь)цчм «глом HpN Bei,-!HNHC. 1?р?1: том рас OE!HNe между

IогзПОВЬ?ми ««>IQCKOCTNMN Э.>BKТ!>О!10В (О )аВЛЯЕТ

Б — 0,3. г.

ЛИ 13 i дгйСТвуЕТ СЛЕД !10!НИМ обраЗОХпя

1t÷ элгкт?ЗОДы линзы, устанОВлгнпой )?а Оптической оск како О.либо устройства, подают пстг!щи?)л: потснц?«?цl (. п()ла (т - а Эг)ек? р >д 1 «потенциал Ф.«подают на 3?lcкт! О!! 2, !1р?! 31«)м B

IIPOCTP3ITC1 Be Мг«)ГДУ ЭЛС? т;:«7)а! ::.К ВОЗНИ> . аСТ

Электрическое поле, !1;ч:?к заряженных час :иц . вводя, в отверстие;» Электро,а 1, ?{аи авляя его, ВДОЛЬ ОСИ ЛПНЗЫ. 1)р?! Пг ОХОждгник .Г)уЧКа ВДОЛЬ оск энергия заряженных частиц изменяется От е:Ф ло e

ВНИИПИ Заказ 7565/54 Тираж 703 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная,4 в результате чего происходит фокусировка пучка. Пучок частиц с преломленными траекториями и измененной энергией выходит из линзы через отверстие 4 в электроде 2, Точка на оптической оси, в которой фокусируется прошедший через линзу пучок, может быть рассчитана по известным формулам электронной оптики, если известны значения фокусных расстояний линзы F, и Fz и положение главных плоскостей линзы. Оптическая сила линзы остается достаточно высокой, если отношение расстояния плоскости пересечения конусов от торцовой плоскости электрода к его осевой протяженности изменяется в пределах 0,15 — 0,3, а осевая протяженность линзы лежит в пределах

L= (0,7 — 1,8) ° D.

Преимущество линзы заключается в ее в несколько раз более высокой оптической силе по сравнению с известными электростатическими иммерсионными линзами. 20

Кроме того, длина пространства вдоль оси линзы, в котором присутствует электрическое поле, составляет не более 1,8 О. Показано, что уже в точках, расположенных в отверстиях 3 и

4 и разделенных расстоянием L=(0,7 — 1,8) ° D, электрическое поле практически равно нулю.

При диаметре отверстий 3 и 4, составляющем

0,01 D, напряженность как продольной, так и радиальной составляющих электрического поля не превышает 10 от напряженности поля в центре линзы. В то же время для линз с диафрагменными электродами напряженность поля на оси снижается только в 8 раз при удалении от плоскости симметрии линзы на расстояние, равное диаметру отверстия диафрагмы.

Указанное преимущество позволяет в несколько раз сократить продольный размер линзы и получить изображение предмета вне поля линз с меньшими размерами и большим углом сходимости по сравнению с известными линзами.