Магнитный спектрометр

 

МАГНИТНЫЙ СПЕКТРШЕТР содержащий вакуумную камеру с патрубвом для ввода пучков заряженных частиц, вхспную цель, электромагнит с полюсными наконечниками и жестко соединенные между собой фланец с элекагрическими вводами, детектиру1ов|ую сборку, входной и выходной MarHHTHfieэкраны, и диафрагму с п сквоэньми отверстия . ми, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повыиения чувствительности, в нем полюсные наконечники раэмецены в полости вакуумной камеЕ«1 и закреплены на фланце, аих внутренняя по .верхность выполнена в вцде п прямолинейных участков, УГОЛГ наклона ко 4торых определяется из следукпегоЩ соотношения: раднус кривизны сс)едней т(аёктории t-го пучка. i «1,2,... , п к направлению пучка на вхо , де спектрометра; У - угол поворота i -го пучка в опнороднсм магнитист поле

СООЭ СОВЕТСКИХ

Ц Л Ю

РЕСПУБЛИК (Ю (Н) зцр. Н 01 J 49/30

С

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) МАГНИТНЫЙ СПЕКТРОИЕТР; содериащий вакуумную камеру с патрубвсм для ввсда пучков эаряиенных частиц, входную щель, электромагнит с полвсники наконечниками и иестко соединен« ,ные мевду собой фланец с электричес- кими вводами, детектирухв(ув сборку, входной и выходной магнитные зкранй, и диафрагму с и сквозными отверстия

:ми, о т л и ч а в шийся тем, что, с целью повыаения чувствительности, в нем полвсные наконечники размещены в полости вакуумной камеры и закреплены на фланце, а их внутренняя по.верхность выполнена в виде l1 прямолинейных участков, yron наклона ко.1торьа(определяется йз следукщего Е соотнс(яения ( С +êгде.-зэ — к

I - радиус кривизны средней

Ф траектории i -го пучка, 1 1 у2) ° ° ° ) и °

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТМ . (21) 34 0 726 7/18- 21 (25) 3407266/18-21 . (22) 16.03.82 (46) 30 12 ° 83. В)ол В 48 (72) .В.А.Курнаев, A.Ñ.Ñà åëoâ и Е.С.Гусарова (71) Московский ордена Трудового б

Красного Знамени инхенерно-физический институт (53) 621. 384 (088. 8) (56) 1. Афросимов В.В. и др. МногоканальньФ анализатор энергетического. и массового спектров атсмных частиц, 11Тф т. Х1у -выл, l 1975, с. 56-. 66, 2. Духанов В.И. и др. Масс-спектрсметр с импульсными .позиционно-чувст-. вительныа детектором ионов на основе, микроканальных пластин, ПТЭ, "1980,.

9 3, c» .170-173»

Ф угол наклона прямолинейных . участков внутренней поверхности наконечников к средней траектории пучкбв исследуемых заряженных частицу вхсдное плечо спектрометра угол наклона внемней поверх-ности полвсных наконечников .к направлению пучка на вхо. де спектрометрау ч(- угол поворота i "ro пучка в однорсднси магнитном поле

1064348

Недостатком известного спектромет

Иэобретени е относится к измери° . а является низкая чувствительность, тельной техни ке в частности к кор ра обусловленная погрешностью юстировпускулярн и спектр. м р Р --- ки и отсутствием сти тической фокуо ет и и может ю Р ю ано найример, для " иссл д вания массового и энергетичес- 5 кого спектров плазмы. вертикальной и горизонтальной плосИэвестен магнитный спектрометр, костях, что снижает светоси у спектсодержayHA вакУУмнУю камеру с патРУб- рометра. Кроме того, профилирование ариженных час ва у тиц, входую щель электромагнит с }0 что раз ры детектирующей сборки полюсными наконечниками диафрагму превы а т величину зазора электрон детектирующую сборку причем полюс- магнита, у ожняет данное устройстные наконеЧНики. выполнены с пРЯмоли- ни а н

I нейными входной и выходной границаЦель изобретения - повыаение чувС13.

Недостатком данного устройства ствительности маги и агнитного спектроявляется низкая чувствительность метра. ввиду отсутствия стигматической фо- Указанная цель достигается тем, чи ельной погрешиос- что в магнитном спектрометре, содеркусировки и значительно ем вак мную камеру с патрубком ти юстировки электромагнита.20 для ввода пучков заряженных частиц, известен магнитный спектрометр, вход у щ хо н ю ель электромагнит с полюсными наконечниками и жестко соединенаодержащий профилированную вакуум:ную камеру с патрубком для ввода ные межд собой фланец с элек ные д б и фл с электричесные ду б и фл с элек ных частиц входную пучков заряжен. гнит с прямолинейны- 25 входной и выходной ма гнитные экраны иаф аг и сквозными 6тверс ю ми полюсными наконечниками, раэме- и диафрагму с щенный вне каме ры юстировочное ми, полюсные наконечники размещены е ы и эакрепприспосо ение бл и жестко соединенные в полости вакуумной камер их вн т енняя помежду со о флане б и фл ц с электрическими лены на фланце, а их в у р в в е ь прямоетектирующую .сборку, вход- >0 верхность выполнена в ид вводами, детект р инейных частков, угол наклона кото. ной и выходной магнитные. экраны и . диафрагму с ь сквозными в ыми отверстия- рых определяется иэ следующего соот-: .мн 32 1 ° . ноше ни я, г ; (2 („; () t p t t++ )tt) 1 г 1 (1 . )

Й (ct t t К + ctg X+ Vt cty V -ctg C -ctg V. } — .+ cty 4 +, - щ где х — угол н аклона прЯмолинейных . ники 6 диафрагма 7 и детектирующая

40 ти ю ей стков внутренней поверх- сборка 8. Сигналы с детектирующе уча к сред- сборки 8.выводятся через фланец к - . 9 ности наконечников к

ы. 4 и 5 п икреплены ей т аектории,пучков иссле Магнитные эираны. и пр емых заряженных частиц;:. через фиксатор то ы 10 с помощью болтов дуемых

- входное плечо спектрометра; к полюсным наконечникам 6 . Последние вне аней поверх- посредством уголков Il присоединены

zII- угол наклона вн не пове хности полюсных накойечников к фланцу 9, пр и ичем диафрагма 7 и дек направлению пучка на вхо- тектирующ р ая сборка 8 монтируются и иа опорной пластине 12, удерживаемо

1 де спектрометрау — о л чка уголками и

ll прикрепленной к выход.50 н 5 и в однородном Магнитном поле;- ному экрану . чя кал иус кривизны среди едней рометра предусмотрены цилиндр 1 о

Фарадея и датчик 14 магнитного поля. т аектории 3-ro пучка, P

Вакуумная камера. l с полюсными накое arae- нечниками 6 расположена в зазоре

15 Н Фл 9 мый спектрометр 6р зонт p » я ные наконечники 6 имеют входную 17 на фиг. 3 и 4 - варианты выполнения ани полюсных иаконечни- и выходную 18 границы. выходной границы полюсных

Выбор конкретных значений углов ков. о е жит 60 ae и 4" можно осуществить, например, Магнитный спектрометр содержит

V- As . дбя всех пучков выделяемых диафрагмой 7 ввода пучков эаряженных частиц, в ко- всех пучков, в

У йст б .размещены входной 4, и выходной 5 магнитные экраны, полюсиые наконеч-, образом.

1064348

Гф

Электромагнит:- 3,5 подключается к источнику питания и на вход спектрометра подается пучок заряженных частиц. Б зазоре между полюсныьы наконечниками б формируется однородное магнитное поле, эффективная граница . которого определяется магнитныья экранаьи 4 и 5. В зависимости от энергии частиц или от отнсыения массы Частицыкк ее заряду в магнитном пале происходит разделение исследуе- 10 мого пучка частиц. Диафрагма 7 выде-:. ляет из щелевого пучка отдельные пучки с определенным значением импульса которые регистрируются детектирующей сборкой 8, сигналы с которой 5 выводятся через фланец 9. При этом, выполняя выходную границу полюсных наконечников электромагнита зигзаго1 образной, можно в многоканальном магнитном спектрометре одновремен- ц) но осуществить фокусировку в горизон тальной и вертикальной плоскостях, т.е. обеспечить стигматическую фокусировку, что невозможно достичь в случае прямой выходной границы. д5

Выполняя каждый участок выходной границы криволинейным, можно, обеспечить фокусировку более высокого порядка.

Вследствие того, что экраны, полюсные наконечники электромагнита, диафрагма и детектирующая сборка расположены в одной области, а именно внутри вакуумной камеры, становится возможным зафиксировать их взаимное положение, определяемое из рас-. чета конно-оптической системы.

Укажанное соединение позволяет одновременно с фланцем выдвигать всю сборку, что упрощает процесс монтажа и наладки; Таким образом, расположение полюсных наконечников внутри вакуумной камеры н жесткое соединение их с другими элементами позволяет устранить необходимость точной юстировки всего электромагнита относительно камеры.

Размещение полюсных. наконечников в полости вакуумной камеры и профилирование их выходной границы позволяет повысить чувствительность спектрометра за счет повыаения::светосилы спектрометра и устранения сшибки положения электромагнита.

l06434 8

И . ВНИИ11И Заказ 105 40/5 3 Тираж 70 3 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4