СИСТЕМА ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ИЗ ЧЕТЫРЕХ КВАДРУПОЛЬНЫХ ЛИНЗ Советский патент 1967 года по МПК H01J3/12 H05H7/08 

При фокусировке пучков заряженных частиц, обладающих разной энергией, значительную роль играет хроматическая аберрация фокусирующей системы. От величины этой аберрации существенно зависит разрешение различных электронно-оптических и ионноОптических ориборов. Доказано, что хроматическая аберрация обычно используемых для фокусировки аксиально-симметричных систем принципиально не может быть уменьшена до нуля.

Предложена система из четырех неаксиально-симметричных элементов (комбинированных электростатических и магнитных квадрупольных линз), обладающая нулевой хроматической аберрацией и позволяющая получить астигматическое изображение предмета с равными увеличениями во всех направлениях (оптический аналог аксиально-симметричной системы).

Для получения ахроматического режима напряжение (U) и ампер-витки возбуждения (п1) линзы должны быть связаны между собой следующим соотношением:

и - од Tt - f-У ( + ) + ) Гм) тЧ Н- («с2 г)з

Ге и г -радиусы апертуры электростатической и магнитной линз (расстояние от оптической оси до электрода или полюса);

К.-коэффициент, зависящий от формы электродов и полюсов (при гиперболических полюсах К :

).

Распределение электрического и магнитного полей -вдоль оси должно быть одинаковым, а эффективные длины линз равны

SgSi - -ЭфмЛинзы соосны и каждая последующая линза повернута относительно предыдущей на 90°. Первая и четвертая линзы и вторая и третья имеют (соответственно) равные возбуждения.

Необходимые соотношения между геометрическими и электрическими параметрами системы приведены в предмете изобретения.

Предмет изобретения

Система для фокусировки заряженных частиц из четырех квадрупольных линз, каждая из которых повернута на 90° по отношению к предыдущей, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения одновременно астигматического и

+ 21 Vl2 - 12 21 - 22 Уц .

Ну2, - //21 V2

Яц COS /16 ch /2 - /1 s sin /16 ch - - sin IJ) sh

Я,2 s cos /16 ch l,d. + - sin lib ch + - s cos l,b sh

/1/3

- /2 cos lib sh.ji -/iSin/,6 ch/a -/1/2 s sin/16 shjcf;

Я22 cos lib ch + /2 s cos /16 sh + - sin /16 sh

l/n ch/ife cos/2i + /i . s sh/16 cos/2-i-f A sh ,,6 sin2/;

12 : s ch lib COS /2/ 4sh lib cos /2i -Ich lib sin /2/;

1/21 - 2 ch lib sin /21( + /1 sh /16 cos - /,/2 s sh sin

1/22 ch /16 cos 2 - /25 ch /,6 sin sh /,& sin ,

в которых

KlUi 0:8-K,c(nI)i

e

rS b и t/-эффективные длины линз; v-расстояние между средними линзами; s-расстояние между средней и крайней линзами (все расстояния отсчитываются с учетом эффективных длин линз); т и е-масса покоя и энергия 35 заряженной частицы; с-скорость света; Ге и г,„ -радиусы апертуры электростатической и

г О,

li

/3

l/2

ii

,,2,

rl.cYzm-. магнитной линз (расстояние от оптической оси до электрода или полюса); К-коэффициент, зависящий от формы электродов и полюсов (при гиперболических полюсах /Cs /(,« 1); + г-напряжения на электродах г-ой лилзы, я/-количество ампер-витков «а один полюс /-ой линзы.