Электронно-оптическая система Советский патент 1981 года по МПК H01J29/62 

(54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКМ СИСТЕМА

Изобретение относится к области электроннолучевых приборов и может служить для фокусировки и усиления отклонения в различных электронных приборах, например в ЭЛТ, спектрометрах, микроскопах. Известна электронно-оптическая система f 1 г содержащая квадруполь ные и октупольные линзы, состоящие из цилиндрических электродов, расположенных коаксиально с оптической осью. Недостатками такой системы являются сложность изготовления и сборки системы, трудоемкая юстировка, которая полностью не устраняет искажений изобрс1жения, вносимых неточ ностью сборки, в основном, несоосностью линз, а также сложная схема питания. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является электронно-оптическая система 2j, содержащая квадрупольные линзы, образованные четырьмя плоскими эле тродами. Одна пара противоположных электродов подключена к источнику потенциала возбуждения (U{, ) другая, пара - к источнику потенциала смещения (DCIV,). Кроме того, для точно центровки в системе предварительной фокусировки используется вспомогательное отклоняющее поле, для чего к одному из электродов подается дополнительный потенциал коррекции (потенциал юстировки). Недостатками известной системы являются с&ожность изготовления и точной сборки квадрупольных линз, трудоемкая юстировка, которая требует дополнительного регулируемого источника питания и кропотливого подбора оптимального соотношения между наилучшим качеством изображения и минимальными потерями тока на вырезывающих диафрагмах. Вносимая асимметрия в питание линзы, а также перекос электродов при сборке ухудшают качество изображения, а несоосность приводит к потерям тока и плохой фокусировке всей системы в целом. Цель изобретения - улучшение качества изображения, упрощение изготовления, сборки и схемы питания, а также облегчение юстировки системы. Для достижения указанной цели в электронно-оптической системе, содержащей квещрупольные линзы.

образованные плоскими электродами, части которых подключена к источнику потенциала возбуждения, а другая - к источнику потенциала смещения, квадрупольные линзы, образованы шестью электродами, расположенными симметрично относительно оси системы на внутренних поверхностях двух взаимно параллельных диэлектрических пластин, причем, три электрода линзы расположены плоскопараллельно на нижней пластине, а три других - соответственно на верхней. К источнику потенциала возбуждения подключены центральные противолежащие электроди, а к источнику потенциала смещения - четыре боковых электрода.

Предлагаемая система может быть выполнена способом нанесения металлического покрытия на поверхность диэлектрика, например, способом фотояитографии. Поскольку все линзы сис1 емы (произвольное количество) нанесены на двух одинаковых диэлектрицеских пластинах, которые закрепля ртся одной операцией,сборка CHCTeNBd щ схема ее питания не представляют затруднений и дополнительная юстировка не требуется, а качество изображения выше, чем у прототипа.

На фиг. 1 изображена схематично часть предлагаемой электронно-оптической системы, состоящей из двух последовательно расположенных квадрупольных линз; на фиг. 2 схематично показано поперечное сечение одной - из квадрупольных линз; на фиг. 3 схема питания одной из линз, а также картина эквипотенциалей в поперечном сечении линзы.

Электронно-оптическа система о состоит из двух последовательно расположенйых квадрупольных линз. Три плоских электрода 1 линзы вместе с подводящими проводниками 2 расположены на нижней диэлектрической пластине 3, а три других электрода данной линзы расположены симметрично плоским электродам на внутренней поверхности верхней диэлектрической пластины 4. На этих пластинах так же расположены плоские электроды 5 второй квгодрупольной линзы и электроды всех других линз системы вместе с подводящими проводниками в случае, если квадрупольных линз в системе более двух. Центральные противолежащие электроды линзы с помощью проводников 2 подключены к потенциалу возбуждения U, а четыре боковых электрода - к потенциалу смещения.

Система работает следующим образом.

Пучок заряженных частиц, наприме электронов, который проходит вдоль оптической оси системы, фокусируется полями квадрупольных линз или, если пучок был отклонен, то квадрушольные линзы усиливают это отклонение. Поперечное поле квадрупольной линзы, образованной шестью плоскими электродами, создается благодаря потенциалу смещения, поданному на четыре боковых электрода.

Описанная электронно-оптическая система плоскопараллельна и поэтому обеспечивает простоту и высокую точность изготовления, не требует дополнительного источника питания для юстировки, в результате этого значительно улучшается качество изоражения. В электронно-оптической ситеме практически отсутствуют искажения, связанные с несоосностью системы и перекосом электродов линз Кроме того, качество изображения, получаемого с помощью данной системы, улучшается благодаря малой величине сферической аберрации плоскопараллельных квадрупольных линз. Величина и знак коэффициента сферической аберрации третьего порядка . меняются в зависимости от потенциала смещения. Это обусловлено тем, что форма эквипотенциалей поля внутри линзы может изменяться в более широких пределах, чем в линзе прототипа. Это позволяет подобрать при данном соотношении размеров электродов и зазоров между ними такой режим питания, при котором искажения минимальны. Использование плоскопараллельной конструкции электроннооптической системы, например, в ЭЛТ для фокусировки и усиления чувствительности в качестве триплета или квадруплета линз значительно упрощает технологию изготовления и настройки прибора, упрощает схему питания и в 1,2 - 1,5 раза улучшает качество изображения по сравнению с триплетом, образованным линзами прототипа.

Формула изобретения

Электронно-оптическая система, состоящая из квадрупольных линз, образованных плоскими электродами, часть из которых подключена к источнику потенциала возбуждения, а другая - к источнику потенциала смещения, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества изображения, упрощения изготовления,

5 сборки и схемы питания, а также

облегчения юстировки системы, квадрупольные линзы образованы шестью электродами, расположенными симметрично относительно оси системы на

0 внутренних поверхностях двух взаимнопараллельных диэлектрических пластин, причем три электрода линзы расположены плоскопараллельно на нижней пластине, а три других соответственно - на верхней, при этом

к источнику потенциала возбуждения подключены центральные противолежащие электроды, а к источнику потенциала смещения - четыре боковых электрода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР , 408393, кл. Н 01 J 37/26, 1971.

p. 296 (прототип).

1 f Е