Электронная астигматичная трубчатая линза

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{ii)999124 (61) Дополнительное к авт. свид-ву.

51 М Кл з (22) Заявлено 15,07.81 (21) 3341566/18-21

Н 01,т 3/18 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 385 ° 832 (088.8) Опубликовано 230283 Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 230283

Ъ

И.A.Ïåòðîâ, Л.Г.Гликман Й„З,Д,,Искакова" т (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) электроннАЯ АстигмАтичнАЯ трувчАТАЯ

ЛИНЗА

Изобретение относится к электронным линзам для фокусировки пучков заряженных частиц и.может быть использовано в различных электроннооптических приборах, например элект» роннолучевых трубках, спектрометрах, микроскопах.

Известна электронная астигматичная линза, содержащая набор плоскопараллельных электродов с отверстия" ми, имеющими две плоскости симметрии, например, прямоугольной формы, повернутых поочередно на 90, так называемая скрещенная линза, линза которая способна создавать астигматичное изображение со скорректированной сферической аберрацией (1).

Недостатком скрещенной линзы яв" ляется невысокая светосила. Минимально возможное соотношение сторон отверстий в электродах линзы лежит примерно в пределах от 1,6 до 2,0. При этом очевидно, что отношение апертуры скрещенной линзы к ее наружному размеру не может быть выполнено больше, чем примерно 0,6.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является электронная астигматичная трубчатая линза, содержащая два изолированных электрода цилиндрической формы, обращенные друг к другу края которых имеют выступы и вырезы, образованные.линиями пересечения двух .цилиндрических поверхностей (электродной системы и секущего цилиндра). Поле трубчатой линзы образовано суперпозицией квадрупольной, осесимметричной и октупольной составляющих. Трубчатая линза создает линейное изображение точечного предмета, причем сферическая аберрация ширины этого изображения может быть обращена в нуль.

Линза светосильна, отношение ее. апертуры к наружному размеру ее электродов практически равно 1 (2).

Недостаток .этой линзы заключается в ограниченной .возможности изменения ее электронно-оптических характеристик. Так оптическая сила линзы. при неизменной разности потенциалов между ее электродами ограничена величиной квадрупольной составляющей .поля, которая максимальна при равенстве диаметров электродной системы линзы и секущего цилиндра. Кроме того, октупольная составляющая, определяющая сферическую аберрацию линзы, столь резко зависит от квадрупольной,составляющей (т.е. от герме999124 тического фактора), что невозможно независимо регулировать фокусирующие свойства первого и третьего порядков линзы .(оптическую силу и сферическую аберрацию).

Цель изобретения - расширение фун-,5 (кциоиальных возможностей линзы за счет увеличения пределов регулирования электронно-оптических характеристик, Укаэанная цель достигается тем, что в электронной астигматичной труб- чатой линзе, содержащей по крайней мере два изолированных электрода, обращеиие друг к другу края которых имеют по два выступа и выреза, причем выступы одного электрода входят в вырезы другого, выступы и вырезы электродов ограничены линиями, параллельными оптической оси линзы, и линиями, лежащими в плоскости, пер"20 пендикулярной укаэанной оси, а отношение ширины выступов к ширине вырезов в каждом иэ электродов составля" ет от 1/б до б.

На чертеже показан вариант схемы предлагаемой линзы.

Линза состоит из двух электродов

1, и 2, подключенных к делителю 3 напряжения. Электроды расположены пос.ледовательно и соосно с оптической осью Z. Соотношение ширины выступов

30 и вырезов (по длине линий) в электродах равно двум, при этом ширина выступов 4 электрода 1 меньше ширины вырезов в нем. Линза повернута вокруг оси 2 так, что плоскость симметрии XOZ проходит через вырезы элект35 рода 1 и выступы 5 электрода 2. Электндра.Сферическая аберрация линзы,зависящая от октупольной составляющей, 60

L регулируется практически независимо от величины квадрупольной составляющей в указанных пределах изменения со" отношения ширины, выступов и вырезов в электродах линзы, которое опредвля«

-ет величину октупольной составляющей.j5 роды связаны с точками делителя 3 напряжения, обеспечивающими потенциал электрода 2 выше, чем электрода 1.40

Выполненная таким образом астиг матичная трубчатая линза позволяет в широких пределах менять ее электронно-оптические характеристики первого и третьего порядков, т.е. оптическую силу и сферическую аберрацию, Действительно, оптическая сила лин. зы, определяемая в основном квадрупольной составляющей поля, регулируется в произвольных пределах и ограничивается лишь разумными пределами длины выступов и вырезов. В извест. ном устройстве оптическая сила ограничена величиной квадрупольной составляющей, создаваемой электродной системой,; получаемой при .равенстве ее диаметра и диаметра секущего цилиПри соотношении ширины выступов и вырезов больше б или меньше 1/б уменьшается квадрупольная составляющая поля и электронно-оптические свойства линзы становятся зависимыми, хотя и в меньшей степени, чем в известном

I устройстве. При изменении соотношения ширины выступов и вырезов в электро " дах линзы от значений меньше 1 до значений больше 1 происходит поворот на

45 октупольной составляющей поля, и соответственно, меняется направление коррекции сферической аберрации, Пучок заряженных частиц, например электронов, из источника, расположенного на оси Z,ïîïàäàåò под действие поля линзы. Квадрупольная составляющая поля собирает электроны в направлении оси У и рассеивает в направлении оси Х. Осесимметричная,составляющая поля, более слабая по своей природе, подфокусирует пучок электронов во всех направлениях, Октупольная составляющая поля, величина которой определяется. данным соотноше" нием ширины выступов и вырезов s электродах,уменьшает сферическую аберра цию изображения, создаваемого линзой.

В качестве примера конкретного вы- полнения рассмотрим линзу, изображенную на чертеже, с диаметром электрод;ной системы 20 мм и длиной выступов и вырезов 40 мм, При этом линза обладает оптической силой, в 2,8 раза превосходящей оптическую силу известной линзы того же диаметра. Величина сферической аберрации при выше" указанном соотношении ширин выступов и вырезов примерно в 8 раз меньше, чем в известной линзе.

Предлагаемая конструкция линзы в отличие от известной позволяет ре" гулировать ее электронно-оптические характеристики, изменяя в произвольных пределах ее оптическую силу и практически независимо. регулировать при этом величину сферической абер" рации.

Формула изобретения

Электронная астигматичная трубчатая линза, содержащая по крайней ме" ре два изолированных электрода, обращенные друг к другу края которых имеют по два выступа и выреза, причем выступы одного электрода входят в вырезы другого, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения пределов регулирования электронно-оптических характеристик, выступы и вырезы электродов ограничены линиями, параллельнйми оптической оси лийзы, и линиями, лежащими в плоскости, перпендикулярной указан4

999124

Составитель В.Гаврюшин

Редактор A.Êoýoðèç Техред A.Áàáèíåö Корректор А.Дзятко

Заказ 1169/76 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ной оси, а отношение ширины выступов к ширине вырезов .в каждом иэ элект-. родов составляет от 1/6 до 6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

"Ь 516316, кл. Ы 01 J 29/56, 1975.

2. Андреев Ю.A. и др. Двухэлектрад. ® ные астигматичные трубчатые линзы. . x;TC, т. 45, 1975, 9:3, с. 1604 (прототип),