Электроннооптическое устройство со скорректированной сферической аберрацией

 

Союз Соретских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт., свид-ву— (22) Заявлено 23.07.80 (21) 2963467/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл з

Н 01 1 29/56

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.385. .832 (088.8 )

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень №14

Дата опубликования описания 25.04.82 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Афанасьев,,Л. П. Иванова. А, 1 ° 1

- ° . --. e-« --..* им. А. Ф. Иоффе (7l) Заявитель (54) Э,ЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

СО СКОРРЕКТИРОВАННОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ

АБЕРРАЦИЕЙ

Изобретение относится к электронно-оптическим устройствам со скорректированной сферической аберрацией для фокусировки и огклонения пучков заряженных частиц и может применяться в различных,электронно-оптических приборах, например в электронно-лучевых трубках, спектрометрах, микроскопах.

Известны устройства со скорректированной сферической аберрацией, состоящие из осесимметричных линз, корректоров сфе- . о рической аберрации, содержащих квадрупольные и октупольные линзы, и отклоняющих элементов. Электроды таких устройств расположены симметрично относительно двух плоскостей симметрии,, перпендикулярных между собой и проходящих че- 1s рез оптическую ось устройства, совпадающую с осью пучка (1).

Недостатком таких устройств является невысокое качество изображения . из-за черезвычайно сложной юстировки большого количества электродов квадрупольных и октупольных линз корректоров.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является электронно-оп2 тическое устройство, состоящее из так называемых скрещенных линз, корректоров и отклоняющих элементов, применяемое в электронно-лучевых трубках. В таком устройстве поверхности электродов, обращенные в сторону оптической оси устройства, совпадающей с осью пучка, расположены симметрично относительно двух плоскостей симметрии, проходящих через оптическую ось и перпендикулярных между собой. Это устройство состоит из 15 — 20 электродов с отверстиями, имеющими четное число плоскостей симметрии, проходящих через оптическую ось системы и скомплектованных в группы по 3 — 5 электродов, аналогичные по функциональным свойствам квадрупольной линзе со скорректированной сферической аберрацией и разнесенные вдоль оптической ос» устройства. В целом фокусирующая часть устройства действует как квадруплет квадрупольных линз со скорректированной сферической аберрацией. Между группами электродов помещены два отклоняющих элемента в виде плоских конденсаторов, повернутых относительно друг друга на 90 для отклонения пучка в двух взаимно перпендикулярных направлениях (2).

920892

Формула изобретения

Однако это устройство обладает недостаточно хорошим качеством изображения изза весьма трудоемкой юстировки. Последнее обусловлено сложной конструкцией и наличием большого числа независимо изготавливаемых электродов, подлежащих сборке и юстировке.

Цель изобретения — упрощение конструкции и юстировки.

Указанная цель достигается тем, что в электронно-оптическом устройстве. со скорректированной сферической аберрацией, содержащем линзу с расположенными в параллельных плоскостях электродами, поверхности которых, обращенные в сторону оптической оси устройства, совпадающей с осью пучка, расположены симметрично относительно двух плоскостей симметрии, перпендикулярных между сс1бой и "проходящих через оптическую ось устройства, электроды расположены в параллельных оптической оси плоскостях, каждая из которых содержит по крайней мере одну группу, включающую не менее трех электродов, разме1ценных в направлении, перпендикулярном оптической оси.

Электроды устройства могут быть выполнены в виде проводящих пленок, нанесенных на непроводящие пластины, и иметь прямоугольную форму.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит линзу, состоящую из двух непроводящих пластин 1, параллельных между собой и параллельных оптической оси устройства Z, совпадающей с осью пучка, на которые нанесены электроды, сгруппированные в группы 2 — 9. Электроды каждой пары групп (2 — 3, 4 — 5, 6 — 7, 8 — 9) расположены симметрично относительно плоскостей ХО7 и YOZ. Электроды соединены гальванически с источником фокусирующего напряжения и источниками отклоняющего напряжения.

Устройство работает следующим образом.

На симметричные электроды каждой пары групп подаются одинаковые фокусирующие потенциалы от источника фокусирующего напряжения. Отклоняющие напряжения от йсточников отклоняющего напряжения подаются на электроды пары групп 4 — 5, и 6 — 7, причем от одного источника отклоняющее напряжение подается на крайние электроды пары секций 4 — 5 антисимметрично относительно плоскости XOZ, а от другого— на середине электроды пары групп 6 — 7 антисимметрично относительно плоскости

VOZ. Пучок заряженных частиц из источника последовательно подвергается действию осесимметричной, квадрупольной и октупольной составляющих поля электродов каждой пары групп, причем выбором потенциалов добиваются того, чтобы суммарное действие осесимметричной и квадрупольной

Зо

40 составляющих поля всех секций было фокусирующим, а суммарное действие октупольных составляющих корректировало сферическую аберрацию устройства. Одновременно электроды пары групп 4 — 5 отклоняют пучок в направлении У, а электроды пары групп 6 — 7 — в направлении X.

Изготавливают и испытывают на электронно-оптической скамье макет устройства, состоящий из двух секций. Секции изготавливают из пластин фольгированного геттинакса размером 40х50 мм при помощи шаблона, обеспечивающего их идентичность.

Электроды секций делают прямоугольными длиной 30 мм, причем средние электроды шириной 20 мм, а крайние — 5 мм; изолирующие зазоры между электродами изготавливают шириной 1,5 мм. Секции скрепляют болтами по углам пластин через отверстия в них, причем между пластинами вставляют калиброванные столбики длиной 20 мм, что обеспечивает параллельность пластин и совмещение плоскостей симметрии линзы. На электроды подается фокусирующее напряжение от двух независимых точек делителя напряжения.

Работа устройства проверяется на пучке электронов с энергией 1,5 кэВ. Методом двух сеток измеряют фокусирующие свойства и сферическую аберрацию третьего порядка. Обработка результатов показывает, что линза действует как суперпозиция совмещенных квадрупольной и октупольной линз, длина которых 30 мм.

Использование устройства по сравнению с известным представляет большую гибкость в достижении необходимых функциональных характеристик, позволяет упростить конструкцию устройства в целом, значительно облегчить юстировку и, как следствие, улучшить качество изображения. Устройство предполагает всего 7 юстировок двух цельноизготовленных непроводящих пластин с электродами (по одному параллельному переносу и двум поворотам на каждую пластину и установка в необходимое положение вдоль оптической оси).

С ростом сложности функциональной задачи, стоящей перед устройством, и числа электродов, эффективность изготовления и юстировки предлагаемого- устройства увеличивается, поэтому при конструировании подобных устройств можно ставить задачи, которые известными устройствами не могут быть решены из-за невозможности обеспечить необходимую точность юстировки.

1. Электронно-оптическое устройство со скорректированной сферической аберрацией, содержащее линзу с расположенными в параллельных плоскостях электродами, поверх920892

Составитель В. Гаврюшин

Редактор В. Бобков Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 2360/64 Тираж 758 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР» по делам, изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д.. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности которых, обращенные в сторону оптической оси устройства, совпадающей с осью пучка, расположены симметрично относительно двух плоскостей симметрии, перпендикулярных между собой и проходящих через оптическую ось устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и юстировки, электроды расположены в параллельных оптической оси плоскостях, каж дая из которых содержит по крайней мере одну группу, включающую не менее трех электродов, размещенных в направлении, перпендикулярном оптической оси.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, (To электроды выполнены в виде проводящих пленок, нанесенных на непроводящие пластины.

3. Устройство по пп.. l и 2, отличающеес» тем, что электроды выполнены прямоугол ьн ы ми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 6741! 7, кл. Н OI J 29/56, 1977.

2. Авторское свидетельство CC(:P № 516316, кл. Н Ol Л 29/56, 1975 (прототип).