Способ юстировки электронно-оптических систем

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Соииалистичвских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 06Х.1971 (№ 1655420 26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 26.111.1973

Комитет ао делам иаобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Я. Г. Любчик

Физико-технический институт им. А, Ф. Иоффе

Заявитель

СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к электронной оптике ееосесимметричных ли из и может быть яспользовано в электронных,ми к роскопах, электроннолучевых трубках, спектрометрах заряженных частиц и других приборах и устройст вах, которые содержат к вад рупольные, октуполыные, секступольные и другие:мультиполыные линзы.

Известен способ юстировки квад рупольных ли на «по кресту», за ключающийся в том, что на юспируемые квадру польные ли нзы поочередно подают з накопеременное напряжение (или ток), так что о бразуется,квадрупольное ,поле с не ременной во времени полярностью.

Измене вием величины питающего линзы напряжения (тока) для каждой линзы подбирается режим, при котором |на экране .наблюдается электрон но-оптическое,изображение в виде двух взаимно перпенди кулярных лишний (крестов). О точностями юстиро|вки каждой линзы судят IIIQ сииметрии,креста, о юстиро вке всей системы — по совпадению центров крестов от каждой линзы системы.

Известный способ юстировки имеет ряд недостатков.

Во-первых, недостаточная точность. Величина предельно достижимой точности;поперечного смещения квадрупольной линзы может быть определена как величина минимально различимого смещения изображения на экране, деленная на коэффициент линейного увеличения, обеспечиваемого данной линзой, примерно равный отношению расстояний от данной линзы до экрана и до источ5 ника. Во-вторых, .применение этого способа для юстировки мультипольных линз, содержащих более четырех электродов или полюсов (секступольных, октупольных и др.), или невозможно или приводит к большим пере10 грузкам линз по питающему, напряжению (току). Это связано с тем, что на экране получают изображение в виде многолучевой звезды; при этом требуются одинаковые для всех типов линз напряженности полей вблизи оси

15 линзы и, следовательно, значительное увеличение электрических илп магHHTHbIx потенциалов на электродах или полюсах,IIQ мере увеличения их числа в линзе. В-третьих, этот способ неприменим для юстировки спираль20 ных мультипольных линз.

Предложенный спосоо отличается от известного тем, что на все элементы электростатической мультипольной линзы или полюса магнитной подается одинаковый (электроста25 тический или магнитный) потенциал, отличающийся от потенциала элементов, расположенных до и после юстируемой линзы вдоль заданной продольной оси, на величину, обеспечивающую создание на экране изображе30 ния с линейным увеличением, большим чем

368675

25 отношение расстояний от экрана и от источника до юстируемой линзы. В качестве этих элементов могут служить остальные линзы системы или цилиндр, в котором установлены линзы, в случае электростатической линзы— диафрагмы или электропроводящие стенки вакуумной камеры, в случае магнитной явнополюсной линзы — ее ярмо.

Кроме того, с целью снижения юстировочного потенциала одновременно запитывают две или более линзы, причем на последнюю по ходу пучка линзу, из числа юстируемых одновременно, подают максимально допустимый потенциал, а на первую — потенциал, обеспечивающий создание промежуточного изображения на экране. В случае недостаточно большого линейного увеличения изображения на экране одновременно подают дополнительный потенциал на предпоследнюю линзу.

С целью снижения потенциала .первой линзы для создания изображений на нее подают допустимый потенциал и одновременно подают потенциал на вторую линзу. Операцию повторяют до получения на экране изображения с требуемым увеличением. В случае электростатической мультипольной линзы с внутренним и соосным охватывающим электродами (например, пятиэлектродная квадрупольно-октупольная линза) на внешний электрод дополнительно подают потенциал, образующий с потенциалами соседних элементов, расположенных вдоль заданной оси, разность того же знака, что и юстировочный потенциал внутренних электродов. ,Преимущества способа заключаются в увеличении точности юстировки и расширении класса юстируемых мультипольных линз.

При предложенном режиме питния мультипольная линза создает поля, состоящие из осесимметричных полей и мультипольных полей с удвоенным числом плоскостей симметрии по сравнению с обычным питанием мультипольной линзы. Для мультипольных линз с четырьмя (квадруполь) и более равномерно расположенными вокруг продольной оси и на равном расстоянии от нее электродами или полюсами возникающие поля с удвоенным числом плоскостей симметрии не влияют на электронно-оптические свойства первого порядка образованных осесимметричных,полей,;поэтому для юстировки можно рассматривать изображение на экране, создаваемое осесимметричными полями, и анализировать его изменения при некотором изменении подаваемого на линзу юстировочного потенциала или ускоряющего напряжения.

На фиг. 1 показано подключение электростатической квадрупольной линзы к источнику питания; на фиг. 2 — подключение магнитной квадрупольной линзы к источнику питания (соседними элементами является ярмо линзы).

Для определения предельной точности юстировки:предложенным способом была ис30

65 пользована система трех электростатических мультипольных линз: диаметр апертуры линз

8 мм, электроды вогнутые с малым углом выреза, длина каждой линзы 45 мм. На входе и выходе системы на расстояниях 6 мм от крайних линз расположены диафрагмы с диаметром апертуры 3 мл, находящиеся под потенциалом анода. Длина системы 150 мм.

Расстояние от источника до входной диафрагмы 30 мм, от выходной диафрагмы до экрана

160 мм. Энергия частиц 4 кв.

Для юстировки системы относительно источника на все три линзы по отношению к диафрагмам был подан потенциал, равный—

3 кв. Внутри системы на расстоянии — 120 мм от входной диафрагмы образовалось промежуточное изображение, а на экране — второе изображение источника. Общее линейное увеличение системы составило -20, что позволило выполнить юстировку системы с погрешностью +-5 мкм. Точность юстировки такой системы из квадрупольных линз <по кресту» составила для первой линзы -20 мкм, для второй 40 мкм и для третьей 80 мкл .

П р едмет,из о бр етения

1. Способ юстировки электронно-оптических систем, содержащих мультипольные линзы, выполненные в виде ло крайней мере четырех элементов, равномерно расположенных вокруг продольной оси системы, основан,ный на пропускании через нее пучка заряженных частиц от источника, анализе электронно-оптического изображения, создаваемого юстируемыми линзами при подаче юстировочных потенциалов с последовательным совмещением юстируемых линз с заданной осью, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности юстировки и расширения класса юстируемых мультипольных линз, на все элементы мультипольной линзы подают один и тот же юстировочный потенциал, отличный от потенциалов соседних элементов, расположенных вдоль заданной оси, на величину, обеспечивающую создание на экране изображения с линейным увеличением ббльшим, чем отношение расстояний от экрана и от источника до юстируемой линзы.

2. Способ,по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения юстировочного потенциала, одновременно завитывают по крайней мере две линзы, причем на последнюю по ходу пучка линзу, из числа юстируемых одновременно, подают максимально допустимый потенциал, а на первую — потенциал, обеспечивающий создание промежуточного изображения и изображения на экране.

3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения необходимого линейного увеличения изображения на экране, одновременно подают дополнительный потенциал на предпоследнюю линзу.

4. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью снижения потенциала первой

368675 фиг.2

Составитель И. Еремина

Техред Т. Курилко

Редактор Т. Орловская

Корректор Е Михеева

Заказ 614/10 Изд. Яе 181 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 линзы, на нее подают допустимый потенциал с одновременной подачей потенциала на вторую линзу.

5. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью юстировки системы, содержащей по крайней мере одну электростатическую линзу с внутренним и соосным охватывающим электродами, на последний дополнительно подают потенциал, образующий с потенциалами соседних элементов, расположенных

5 вдоль заданной оси, разность того же знака, что и юстировочный потенциал внутренних электродов.