Энергетический анализатор с электростатическим зеркалом

 

OflHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 59I I 07

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.02.76 (21) 2323426/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.82 (51) М. Кл.

Н 01J 39/34

Н 05Н 7/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.384.6 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения Б. В. Бобыкин, С. П. Карецкая, В. М. Кельман и Л. В. Федулина (7l) Заявитель

Институт ядерной физики АН Казахской ССР (54) ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

С ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМ ЗЕРКАЛОМ

Изобретение относится к технике исследования потоков заряженных частиц и может быть использовано при создании малогабаритных энергетических анализаторов с высокой разрешающей способностью.

Известен энергетический анализатор с электростатическим зеркалом, содержащий источник и приемник заряженных частиц и эл ектро стати ч еское зер кало j Ц .

Анализирующий элемент (гиперболическое, сферическое или эллиптическое зеркало) обеспечивает высокую светосилу и разрешение данного устройства.

Недостатками анализаторов с такими зеркалами являются черезвычайная трудность изготовления сложных электродов и значительное расстояние между источником заряженных частиц и детектором, что приводит к увеличению габаритов приборов.

Наиболее близким к предлагаемому является энергетический анализатор с электростатическим зеркалом, содержащий источник и детектор заряженных частиц и электростатическое зеркало (2).

В этом анализаторе электроды выполнены в виде двух коаксиальных цилиндров, внешний из которых заряжен одноименно с зарядом частиц, а внутренний имеет две кольцевые щели, расположенные между источником частиц и приемником, которые находятся на оси цилиндров.

Недостатком известного анализатора является большое расстояние между источником и приемником, что значительно увеличивает габариты прибора.

Цель изобретения — уменьшить габариты анализатора.

11оставле1шая цель достигается тем, что

)() электростатическое зеркало выполнено в виде трансаксиальной электронно-оптической системы с электродами, имеющими форму полых прямых призм, обращенные друг к другу грани которых изогнуты по поверхностям соосных круговых цилиндров и содержат отверстия, отношение высоты которых к высоте призм лежит в интервале от 0,1 до 1.

На фиг. 1 дана проекция анализатора на

20 его среднюю плоскость; на фиг. 2 — вид на анализатор вдоль средней плоскости; на фиг. 3 — система электродов, рассеченная средней плоскостью; на фиг. 4 — вид по стрелке А на фиг. 3.

5 Анализатор состоит из электродов 1 и 2, имеющих форму полых прямых призм, обращенные друг к другу грани которых представляют собой части соосных круговых цилиндров с радиусами R| и R2. К

3о электродам приложены потенциал ы у< и ср .

591107 внутри электрода 1 или за его пределами размещены источник 3 заряженных частиц, детектор электронов 4 и ограничивающая диафрагма 5. В обращенных друг к другу стенках электродов вырезаны отверстия

6и7.

Анализатор работает следующим образом.

Пучок электронов, выходящий из источника 3, пройдя через диафрагму 5, которая щ ограничивает величину его поперечных размеров, падает на зеркало под значительным углом к его оптической оси MN.

На второй электрод 2 подается задерживающий потенциал, достаточный для того, д чтобы изменить направление движения заряженных частиц на обратное. Электроннооптические параметры системы подобраны таким образом, что изображение источника, создаваемое электронами с определенной энергией, совмещается с приемной щелью детектора. Частицы с другими энергиями в приемную щель попадать не будут.

Кривая, определяющая распределение заряженных частиц по энергиям, снимается путем изменения потенциала ср> на втором электроде при одновременной регистрации количества прошедших через приемную щель частиц. Расчеты показали, что величина линейной дисперсии D, в зависимости от параметров системы, в 5 — 7 раз превышает расстояние 1 между источником 3 и точкой поворота U, отсчитанное вдоль оптической оси MN (D 5 — 71). Величина 1, как это видно из чертежа, характеризует З5 размер прибора в направлении, параллельном его оси MN. Сравнение с прототипом показывает, что при одинаковой величине дисперсии значение l для предлагаемого анализатора примерно в два раза меньше, чем для прототипа.

Кроме того, расстояние между источником и детектором, определяющее другой габаритный размер системы, в направлении, перпендикулярном к MN, в 6 раз меньше соответствующего размера в прототипе.

Формула изобретения

Энергетический анализатор с электростатическим зеркалом, содержащий источник и детектор заряженных частиц и электростатическое зеркало, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов анализатора, электростатическое зеркало выполнено в виде трансаксиальной электроннооптической системы с электродами, имеющими форму полых прямых призм, обращенные друг к другу грани которых изогнуты по поверхностям соосных круговых цилиндров и содержат отверстия, отношение высоты которых к высоте призм лежит в интервале от 0,1 до 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Козлов И. Г. Методы энергетического анализа электронных потоков. — М., 1971, с. 67 — 129.

2. Авторское свидетельство СССР

Ко 175582, кл. Н 01J 39/34, 1964.

591107

Фиг.1 б 7

Фиг. 2

Техред А. Камышникова

Редактор М. Кузнецова

Корректор P. Беркович

Заказ 1230/б Изд. № 209 Тираж 758 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2