Электроннооптическое устройство со скорректированной сферической аберрацией Советский патент 1979 года по МПК H01J29/56 

(54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО СО СКОРРЕКТИРОВАННОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ АБЕРРАЦИЕЙ де, по крайней мере, одного электрода с 6гвё1рс тиеМ; имеющим чеТырё ппоскостй симмегрии, размещенного -перпендикулярно оптической оси таким образам, что его отверстия расположен на этой оси, а одна иг плоскостей симметрии от берстия совпадает с направлением Шр ёК.. ции аберрайии, и соединенного с полюсом (источника питания, йе связанным с обшей трчкой. Отверстие электрода можег быть крестообразной формы. Поле выполненного таким образом KOppieKTOpa представляет собой суперто зицйТйГбсёёимМётрйЧного и октупояьного полей. Сферическая аберрация корракгора имеет отрицательный знак в двух взаимно пШр Шдакуййрньгх направлениях/совпа Шйх с соответствующими плоскостями симметрии. Величина этой аберрации изменя ; efefH е изменением величины потенциала йе эпёктрЪдё корректора, а переключение 11Шярйостй его питания Поворачивает нап.равление коррекции на угол 45. На чертеже показана схема предлагаемсдО устройства. Устройство состоит из расположенных на общей оптической осж 2f 9Лек гронно-рптической системы 1 с положительным знаком сферической аберрации и корректора 2 с отрицательным знаком сфериче;ской аб е{ рации, noBepi Toro вокруг оси 2 тевк, чтоёи пйоскости симметрии, проход5Ш1йе через края, блйзлеЯсашие к центру его крестообрашого отверстия, совпадали с осями X и У, сбедйнейного с йояожитейьяьш полюсом источника 3 питания (в случав Пояскжйтельно заря)аенных частиц полярность пбдК/почения источника противоположная). Отметим, что последовательность располо жени я систему 1 пине и корректсфа 2 не принципиальна. Кроме того, , что отберстяя эпектрЬда ксфрёйбрй iytoжет быть самсй различной, но при этом оно должно обязательно иметь четыре плоскости Симметрии. Например, огверсгия могут иметь подущкообразную форму или даже форму квадрата. Дейст&яе корректора с отверстием квадратной формь будет сЬответствовать действш корректора, при iaeденного на чертеже, еспв повернуть его вокруг оси TaKt чтобы стороны его отверстия были параллельны осям X и У. Устройство работаем следуктоим обра. зрк1.., Пучок заряжённых частиц нз йсгочника (йля определенности, влектронов) фокусируется системой 1 линз с положйтёль ной сферической аберрацией, которая отклоняет эпёкгроны пучка к оптической оси Z тем сильнее, чем дальше от нее проходят юс траектории. Затем на этот пучок электронов воздействует электростатическое поле корректора 2, октупольная составляющая которого дополнительно отклоняет электррнь пучка в направлении осей X и У тем слабее, чем дальше от оси 7 проходят гр|эектории этих электронов. В | зупьгате последовательного взаимодействия пучка электройов с полями системы 1 линз н корректора 2 сферическая абер- , раоия прецпагземого устройства в указанйых направлениях уменьшается и может быть одновременно обрасиен в ноль, если ее вёличийа после прохождения пучком электронов системы 1 была в этих напрЖШёШяк рдйнакова. В обшем случае, при необходимости одновременной коррекции сферической аберрации в двух взаимно Перпендикулярных направлениях требуется исцсшьзованиееше одного электрода. Flonsную коррекцию сферической аберрации можно , используя корректор из tpex.электродов. ИспойьзоШнйе Предлагаемого устройства по сравкёнию с известным поэвопя1 уйТчшиТ6 1сЬчествосоздаваемого им изобрйжёййя за счет значительного обаег 4ё«йя юстироёкй корректора и в большой Ш рёуттрбсгйть схему питания и конструкцию всего устройства в целом. ЭксПеримевтапьяо на электронно-оптической скамье быпО прсдаепено сравнение работа предпагаемого устрсАстВа и и зестнОго. В/качеств© системы 1 линз в обоих сЯу Йййспользсйваисядубяет из кваоруподьнытс ланз. Оба устройства при рдинаковё х усяошях срздава пв на экране вПёКтройно(1Ч ческой скамьи точечное изобрайенйёГ Кбторое в известном устройстве иреястабляло собой ЭЛЛИПС с попуосв ми СЦв 180 мкм и Ьв 1ОО мкм, а в npeaaar afMOM устрЫ1стве - эляипс с Л 16О мкм и мкм. Таким образрм, М бчёт 1 ЙШ&аГёнйя дсшрянительных , свдаааных с неточностью юсЛ1ров. jiflg K6ppek 6pa, в яредлагаемом устройстве качество изобраз сёййя выше примерно на 15%, чем в протодапе. При этом эффективноете юсгтйр явки корректора достигает 80%. Дейс витёльйо, если принять за 1ОО% o6beSf Трудоёмкости юстировки корpeWOpa иэвестногр устройсва (lO необходимых юствроврк) и считать ее распределенной равйомерйо на все юстируемые элемента, имеем 10% на каждую юс тировку. Тогда объем групоемкосги коррекгор п редлагаемого ус тройс гва (две необходимые юстировки - совмешенне с олгической осью и выбранным напраМениём коррекции аберрапии) составит 2О%. Слв дстательно, выигрыш 80%, Упрощается койструкпия устройства за счет упрощеиия хойструкцйи pa, плоский эяектроа которого kftxKer быт изгото ен штамповкой. Схема ввтёввя простейшая опнв вшряженяя. :Ф о р м у л а изо б ре т ее и . I 1. Эиектронно-ойтачеасое ycTtxHIcT со скорректированной сферическЬЙ абер рацией, состояшее из скстеыал яавз с волояптельиым зсгакбм c efxt teckc абвр. рапин и располож ного ив обсоей с ней оптической оси сош |дв1ашей с оЬыр йучка заряженных честна; KOfipextt с bi аатель 1Ым знаком сферической соединенного с.йстрчйиком гсийганйя, о INл и ч а IP ш ё ее я тем, , с шлпьЬ

674117

f

ХЙГ |улучшения качества изображения, облегче ния юстировки, упрощения конструкции и схемы пиг&нйяГ корректор выполнен в виде, по крайней мере, одного электрода с отверстием, имекниим четыре плоскости симметрии, размешенного Перпендикулярно оптической оси таким образом, что .центр его отверстия расположен на этой госи, а одна иЗ плоскостей симметрии от|Верстия совпадае с направлением Koppeit{ции a6eppaiuiH, и соедикеиного с полюсом источник.а питания, не связанньп с с обшей точкой. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч.а po«л е 6 с я тем, что отверстие электрода выполнено |срестообразной формы. Источники и|{формации, принятые во внимание при экспертизе l.Afcliard G.B. Jourttet Арр2 Phys 5, 294, 1954. 2. Шак Е. В., Явор С. Я. Элекгронво-оптическиб квадрупольно-октупольные корректоры. Изв. АН СССР, сер. физ. 34,7 с. 144О, 197О.