Система для фокусировки заряженных частиц из четырех квадрупольных линз

 

f90503

Оп ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик г

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19.XI I.1963 (№ 871222/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.11.1969. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15ХП.1969

Кл. 21g, 37/20 1ПК H 01j

УДК 537.533.33 (088,8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете тлинистров

СССР

РС1 CP "-.

С. Я. Явор, А. Д. Дымников, T. Я. Фишкова и Е. В. Шпак ":)

Tg„;quip"

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе, Ю:тамб,:;:

Авторы изобретения

Заявитель

СИСТЕМА ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

ИЗ ЧЕТЫРЕХ КВАДРУПОЛЬНЫХ ЛИНЗ

Предмет изобретения

При фокусировке пучков заряженных частиц, обладающих разной энергией, значительную роль играет хроматическая аберрация фокусирующей системы. От величины этой аберрации существенно зависит разрешение различных электронно-оптических и ионнооптических приборов. Доказано, что хроматическая аберрация обычно используемых для фокусировки аксиально-симметричных систем принципиально не может быть уменьшена до нуля.

Предложена система из четырех неаксиально-симметричных элементов (комбинированных электростатических и магнитных квадрупольных линз), обладающая нулевой хроматической аберрацией и позволяющая получить астигматическое изображение предмета с равными увеличениями во всех направлениях (оптический аналог аксиально-симметричной системы).

Для получения ахроматического режима напряжение (U) и ампер-витки возбуждения (n1) линзы должны быть связаны между собой следующим соотношением:

+ — p 4тт Ка / 1 (т с+ ) V ° (2тс + )

7 1 т м ш2с4 -+- (щс2 + )з где m и е — масса покоя и энергия заряженной -частицы;с †скорос света;

r. и r„— радиусы апертуры электростатической и магнитной линз (расстояние от оптической оси до электрода или полюса);

5 К вЂ” коэффициент, зависящий от формы электродов и полюсов (при гиперболических полюсах К =

= К„=1).

Распределение электрического и магнитного полей вдоль оси должно быть одинаковым, а эффективные длины линз равны

L995 Lag5AA

Линзы соосны и каждая последующая лин15 за повернута относительно предыдущей на

90 . Первая и четвертая линзы и вторая и третья имеют (соответственно) равные возбуждения.

Необходимые соотношения между геомет20 рическими и электрическими параметрами системы приведены в предмете изобретения.

25 Система для фокусировки заряженных частиц из четырех квадрупольных линз, каждая из которых повернута на 90 по отношению к предыдущей, отличающаяся тем, что, с. целью обеспечения одновременно астигматического и

30 ахроматического режима,,в системе использо190503

Н11 ее22+ Н21 12 Н12 е 21 Н22 11

I О, Н22" 21 — Н21 е 22 где

Н„= cos l,b . ch!,4 — l, s sin l,b ch l,d — — sin l,Ь sh /21;

1, 12

Н12 = $ cos 11b ° ch /2l + — sin l1b . ch 2 2 + — $ cos l,b ° $п!2 l;

1 1

11 12

021:: 2 cos 11b $11.2 / — l1 sin 11b ch 12 / — /1l2 s sin 11Ü ° sh 21;

Н„= cos!,b ch, /+ 1, s cos l,b sh,1 + sin 1,b sh 1,1;

12

l1

V„= ch I,b cos 1, /+ l, s sh l b cos 12/+ sh!,b sin,/;

V„= s ° ch 1,b ° cos 12 / + — sh /1b ° cos 12 / + — ch /,b sin 12 /;

1 1

12

V„= —, ch1,b sin!,1+ /, sh l,b cos 1,d — /,1, s sh l,b sin!,1;

V„= ch 1,b cos, / — /, ch!,b . sin 1, / — — sh l,b sin!,/, 12

1, в которых

2у

Е

1 =8

Е

0,8 -,. К „(п1) 1 ,i = 1,2, г,ис )12п12

Составитель В. Богданова

Техред Л. К. Малова

Корректор 3. И. Чванкина

Редактор В. Борисова

Заказ 145313 Тираж 480 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 ваны ахроматические комбинированные квадрупольные линзы, причем между геометричеb u d — эффективные длины линз; Х вЂ” расстояние между средними линзами; $ — расстояние между средней и крайней линзами (все расстояния отсчитываются с учетом эффективных длин линз); т и я — масса покоя и энергия заряженной частицы; с — скорость света; r„и

r,„— радиусы апертуры электростатической и скими и электрическими параметрами системы установлены следующие соотношения: магнитной линз (расстояние от оптической оси до электрода или полюса); К--коэффициент, зависящий от формы электродов и полюсов (при ги перболических полюсах К, =

35 К„= 1); +U; — напряжения на электродах

/-ой линзы, fll — количество ампер-витков на один полюс i-ой линзы.