Электростатическая призма Советский патент 1974 года по МПК H01J3/14 H01J3/34 B01D59/44 

Изобретение относится к технике анализа заряженных частиц по энергиям или массам и может быть использовано в бета и массспектрометрах. Известны электростатические приз :;мы, в которых используются телескопические системы с двумерным /не зависящим от одной из декартовых координат/ полем. Телескопическая система с двумерным полем, обладает дисперсией только в том случае, когда она изменяет энергию проходящих через нее заряженных частиц, В связи с этим практическое пригленение такой телескопической системы в приборах для спектрометрии заряженных частиц ограничено, так как оно приводит к значительному усложнению конструкции этих приборов. Призма, не изменяющая энергии заряженных частиц, должна состоять из двух телескопических систем, служащих ее гранями, расположенных под углом одна к другой. Поле такой призмы в целом не двумерно. Дйя предотвращения наложения полей телескопических систем, приводящего к нарушению их двумерности, грани призмы должны быть разнесены на достаточно большое расстояние. Кроме того, поскольку в каждой телескопической системе минимальное число электродов рав™ но трем, то общее число электродов в призме не может быть меньше пять, Указанные обстоятельства приводят к существенному конструктивному усложнению призмы и увеличению ее габаритов. Цель изобретения - упрощение конструкции и уменьшение габаритов электростатической призмы. Цель достигается тем, что предлагаемая призма выполнена в виде одной телескопической системы, представляющей собой симметричную относительно средней плоскости систему электродов в виде двух сходящихся под углом пластин, разрезанных по прямым линиям, пересекающимся в одной точке, 5 наиболее ППОСТ01Л варианте предлагаемая призма выполнена в ваде трехэлектродио системы, схематически в аксономйтрии, изображенной на фигД; на фиг, 2 схематически показаны п зоекции электродов призьш и траекторий проходящего через нее пучка заряженных частщ на плоскости XI. и YZ /проешии траекторий показаны пунктиром/. Электродами призмы служат пары пластин 1,2,3, находя щиеся под потенциала ди Vo,Vi,Vo соответственно. Система в целом симметрична относительно средней плоскости Х,являющейся плоскостью симметрии поля призмы, Б предлагаемой призме распределение потенциала в cu epичecкoй системе координат ;в9; , связанной с изображенной на фиг.1 декартовой сист мой xyz. соотношениями j X с 1 -ЛпбСехб У, I/11 .. , % tCos0, зависит только от угловых координат. В таком поле частицы с одинаковыми энергияш могут двигаться по подобным траекториям. Действительно, в рассматриваемом случае функция Лагранжа для частиц с мас сой н и зарядом е имеет вид: (0,). Эта функция инвариантна по отношению к преобразованию подобия 7)1 - .при преобразоваНШ1 времени А) L t At , где / -постоянный параметр. Скорости движения по подобным траекториям одинаковы, Благодаря подобию траекторий падающий на призму параллельный моноэнергетическии пучок заряженшх частиц остается параллельным на выходе из призмы в том случае, если движение происходит в средней плоскости. При движении вне средней плоскости частицы будут отклоняться к этой плоскости, частицы, идущие вблизи средней плоскости, будут фокусироваться, образуя линейный фокус i- , расположенный радиально. Вследствие этого для сохранения параллельности объемного пучка на выходе из приз1лы возникает необходшлость создания телескопической системы. При заданных геометрических параметрах системы телескошдчность достигается подбором потенциалов на электродах приззмы. Пучок заряженных частиц, проходяпда1 через призму, отклоняется к оси V или от нее. Угол отхиюне- ния зависит ог величины энергии частицы, т.е. система обладает дисперсией по энергии. Существенно, что в отличие от телескопичес; кой системы с двумерным полем, предлагаемая система обладает дисперсией и в случае одинаковых потенциалов на ее входе и выходе. Предмет изобретения Электростатическая призма,содержащая симметричную относительно средней плоскости систему электродов, состоящих из пластин, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, она выполнена в виде одной телескопической систеш, представляющей собой две сходящиеся под углом пластины, разрезанные по прямым линиям, це ресекаюищмся в одной точке.

риг.1