Электроннооптическое устройство с коррекцией аберраций Советский патент 1983 года по МПК H01J29/56 

Изобретение относится к электро но-оптическим устройствам с коррек цией аберраций, при фокусировке пуч ков заряженных частиц и может быть использовано в различных электронн оптических приборах, например элек ронно-лучевых трубках, спектрометрах, микроскопах. Известно устройство с коррекцие аберраций, содержащее скрещенную линзу из плоских электродов .с отверстиями, имеющими две плоскости симметрии 1 . Недостатком устройства является то, что скрещенная линза создает л нейное изображение со скорректированной сферической аберрацией толь ко в средней плоскости ширины этог изображения. Вне этой плоскости сф рическая аберрация присутствует и ухудшает общее качество изображения. Кроме того, недостатком является отсутствие коррекции других видов аберраций. Известно электронно-оптическое устройство, содержащее скрещенную линзу, состоящую, по крайне мере, из двух электродов с отверстиями, имеющими продольную и поперечную плоскости симметрии и размеры в этих плоскостях С и d соответственно и дополнительный электродкорректор с отверстием, имеющим не менее трех плоскостей симметрии l2 Недостатком известного устройства является влияние KOppeKVOpa на условие фокусировки основной системы электронно-оптических элементов, что приводит к сложности на-, стройки всего устройства в целом. Обеспечение требуемого количества изображения достигается лишь в результате последовательных регулировок напряжения на корректоре и на элементах основной системы, что снижает точность коррекции. Кроме того, недостатком является сложност конструкции из-за необходимости Нёшичия самостоятельного источника питания корректора.. Цель изобретения - повыиение точности коррекции при уменьшении искажений и упрощение конструкции, Указанная цель достигается тем, что в электронно-оптическом устройстве, содержавдем скрещенную линзУ., состоящую по крайней мере,из двух элек тродов с отверстиями,имеющими продоль ную и поперечную плоскости .симметрии размеры 6 и d в этих плоскостях соответственно, и электрод-корректор с отверстием, имеющим не менее Трех плоскостей симметрии, упсинянутый электрод-корректор электрически соединен с одним из электродов линз и расположен от него на расстоянии, не превышающем d , а размеры отверстия электрода-корректора составляют 0,2 d- в каждой из плоскостей симметрии. На чертеже показана схема предлагаемого устройства. Устройство содержит по оси 7. скрещенную линзу 1 из двух электродов, продольная плоскость симметрии прямоугольного отверстия с шириной (3 в первом по ходу пучка из которых совпадает с направлением х. Продольная плоскость симметрии отверстия во втором электроде совпадает, соответственно, с направлением . На расстоянии 0,5(3 от первого электрода ближе к источнику электронов и после второго электрода линзы установлены дополнительные электродыкорректоры 2 с треугольным и прямоугольным отверстиями. Соответствующие электроды линзы и дополнительные электроды-корректоры соединены между собой электрически и имеют потенциалы V и Vi . Работа устройства заключается в следующем. Электроны ИЗ- источника попадают под действие поля скрещенной линзы с дополнительиьам электродом-коррек - тором. Скрещенная линза 1 фокусирует пучок электронов в направлении ) и рассеивают в направлениях X , т.е. создает линейное изображение. При этом октупольная составляющая, ее основного поля корректирует аберрации третьего порядка, например сферическую аберрацию, в средней плоскости ширины линейного изображения. Октупольная составляющая краевого поля, образованная электродной системой скрещенной линзы и дополнительным электродом-корректором, корректирует аберрации третьего порядка, например сферическую аберрацию, вне средней полости ширины линейного изображения. При фокусировке пучка электронов полем всей электродной системы происходит коррекция указанной аберраций .асей ыирины линейного изображе- ния, не нарушающая условия фокусиров Поле скрещенной линзы с дополнительным электродом содержит осесимметричную, квадрупольную и мультипольные составляющие. Мультипольные составляющие и корректируют аберрации. Дополнительный электрод-корректор вносит изменения в структуру высших гармоник краевого поля линзы, что сказывается на величине ее аберраций и не влияет на условия фокусировки линзы. Степень влияния на краевое поле определяется расстоянием дополнительного электрода-корректора от одного из электродов скрещенной линзы, например первого по ходу пучка. При расстоянии большем

чем ширина отверстия в электроде скрещенной линзы с/ , это влияние практически исчезает. Значительное влияние на краевое поле оказьшает форма отверстия в дополнительном электроде-корректоре, причем какова бы эта форма ни была, размеры отверстия должны лежать в указанных пределах, так как в противном, случае фактор заданного изменения краевого поля исчезает и управлять аберрациями становится невозможно. Существенным при этом является электрическое соединение дополнительного электрода-корректора с упомянутым . электродом скрещенной линзы, так как в ином случае нарушаются условия фокусировки, из-за возникновения в Области дополнительного электродакорректора линзового эффекта. Кроме того, вследствие исключения необходимости в отдельном источнике питания дополнительного электрода-корректора существенно упрощается конструкция всего устройства, .

Фауяла отверстия в дополнительном электроде-корректоре может быть различной. Так, для коррекции

аберраций третьего порядка, отверстие в дополнительном электроде-корректоре должно иметь 2,4 или бесконечное число плоскостей симг етрии, В этом случае регулируется величина октупольной составляющей. Форма отверстия может быть прямоугольной ( 2 плоскости симметрии), например повторять форму отверстия в электроде скрещенной линзы (это выгодно с точки зре0ния унификации электродов), может быть квадратной формы (. 4 плоскости симметрии) или круглой формы (бесконечное числоплоскостей симметрииJ, Для коррекции аберраций, например,

5 2-го порядка, отверстие в дополнительном электроде- должно иметь три .плоскости сиьФ етрии ( например треугольной формы). В этом случае в краевом поле возникает секступольная составляющая, влияющая на аберрации

0 второго порядка.

Таким образом, предлагаемое электронно-оптическое устройство имеет повышенную точность коррекции аберраций за счет уменьшения влия5ния поля электрода-корректора на условия фокусировки и более простую конструкцию.

ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С КОРРЕКЦИЕЙ АБЕРРАЦИЙ, содержащее скрещенную линзу, состоящую, по :-крайней мере, из двух электродов с отверстиями, имеюпщми продольную и поперечную плоскости симметрии и размеры Е и d в этих плоскостях соответственно, электрод корректор с отверстием, имеющим не менее трех плоскостей сшюлетрии, о т л ич ающее с я тем, что,с целью повьшения точности коррек,ции при уменьшении искажений и упрощения конструкции, электродгкорректор электрически соединен с одним из электродов линзы и расположен от иего на расстоянии, не превьпиающем 4 размеры отверстия электрода-корректора в каждой из плоскостей симметрии СОСТсШЛЯЮТ 0,2d - 6 ,