Энергетический анализатор с электростатическим зеркалом Советский патент 1982 года по МПК H01J49/44 H05H7/00 

1

Изобретение относится к технике исследования потоков заряженных частиц и может быть использовано при создании малогабаритных энергетических анализаторов с высокой разрешающей способностью.

Известен энергетический анализатор с электростатическим зеркалом, содержащий источник и приемник заряженных частиц и электростатическое зеркало 1J.

Анализирующий элемент (гиперболическое, сферическое или эллиптическое зеркало) обеспечивает высокую светосилу и разрешение данного устройства.

Недостатками анализаторов с такими зеркалами являются чрезвычайная трудность изготовления сложных электродов и значительное расстояние между источником заряженных частиц и детектором, что приводит к увеличению габаритов приборов.

Наиболее близким к предлагаемому является энергетический анализатор с электростатическим зеркалом, содержащий источник и детектор заряженных частиц и электростатическое зеркало 2.

В этом анализаторе электроды выполнены в виде двух коаксиальных цилиндров, внешний из которых заряжен одноименно с зарядом частиц, а внутренний имеет две кольцевые щели, расположенные между

источником частиц и приемником, которые находятся на оси цилиндров.

Недостатком известного анализатора является большое расстояние между источником и приемником, что значительно увеличивает габариты прибора.

Цель изобретения - уменьшить габариты анализатора. Поставленная цель достигается тем, что

электростатическое зеркало выполнено в виде трансаксиальной электронно-оптической системы с электродами, имеющими форму полых прямых призм, обращенные друг к другу грани которых изогнуты по

поверхностям соосных круговых цилиндров и содержат отверстия, отношение высоты которых к высоте призм лежит в интервале от 0,1 до 1. На фиг. 1 дана проекция анализатора на

его среднюю плоскость; на фиг. 2 - вид на анализатор вдоль средней плоскости; на фиг. 3 - система электродов, рассеченная средней плоскостью; на фиг. 4 - вид но стрелке А на фиг. 3.

Анализатор состоит из электродов 1 и 2, имеющих форму полых прямых призм, обращенные друг к другу грани которых представляют собой части соосных круговых цилиндров с радиусами Ri и Rz. К

электродам приложены потенциалы фо и ф1.

Ьнутри электрода 1 или за его пределами размещены источник 3 заряженных частиц, детектор электронов 4 и ограничивающая диафрагма 5. В обращенных друг к другу стенках электродов вырезаны отверстия 6 и 7.

Анализатор работает следующим образом.

Пучок электронов, выходящий из источника 3, пройдя через диафрагму 5, которая ограничивает величину его поперечных размеров, падает на зеркало под значительным углом к его оптической оси МЛ . На второй электрод 2 подается задерживающий потенциал, достаточный для того, чтобы изменить направление движения заряженных частиц на обратное. Электроннооптические параметры системы подобраны таким образом, что изображение источника, создаваемое электронами с определенной энергией, совмещается с приемной щелью детектора. Частицы с другими энергиями в приемную щель попадать не будут. Кривая, определяющая распределение заряженных частиц по энергиям, снимается путем изменения потенциала ф1 на втором электроде при одновременной регистрации количества прошедших через приемную щель частиц. Расчеты показали, что величина линейной дисперсии D, в зависимости от параметров системы, в 5-7 раз превышает расстояние / между источником 3 и точкой поворота И, отсчитанное вдоль оптической оси МЛ (Z)«5-7/). Величина I, как это видно из чертежа, характеризует размер прибора в направлении, параллельном его оси MN. Сравнение с прототипом показывает, что при одинаковой величине дисперсии значение I для предлагаемого анализатора примерно в два раза меньше, чем для прототипа.

Кроме того, расстояние между источником и детектором, определяющее другой габаритный размер системы, в направлении, перпендикулярном к MN, в 6 рая меньше соответствующего размера в прототипе.

Формула изобретения

Энергетический анализатор с электростатическим зеркалом, содержащий источник и детектор заряженных частиц и электростатическое зеркало, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов анализатора, электростатическое зеркало выполнено в виде трансаксиальной электроннооптической системы с электродами, имеющими форму полых прямых призм, обращенные друг к другу грани которых изогнуты по поверхностям соосных круговых цилиндров и содержат отверстия, отношение высоты которых к высоте призм лежит в интервале от 0,1 до 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Козлов И. Г. Методы энергетического анализа электронных потоков. - М., 1971, с. 67-129.

2. Авторское свидетельство СССР № 175582, кл. Н 01J 39/34, 1964.

М 3

Л/

--/-