Электронно-оптическое устройство Советский патент 1982 года по МПК H01J3/18 

(54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к электронно-оптическим устройствам с фокусировкой пучка заряженных частиц и может быть использовано в различных электронно-оптических приборах, например спектрометрах, микроскопах, электронно-лучевых трубках, в том 5 числе передающих телевизионных.

Известно устройство, содержащее две скрещенные линзы, повернутые вокруг оптической оси на 90° относительно друг друга (шестиэлектродный дублет), электроды Q которого связаны с точками делителя напряжения, обеспечивающими потенциалы на средних электродах линз одинакового знака по отнощению к потенциалам крайних электродов 1 .

Недостатком известного устройства явля- 15 ется невысокая разрещающая способность из-за наличия сферической аберрации в плоскостях, составляющих угол 45° с плоскостями симметрии скрещенных линз.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электронно-оптическое устройство, содержащее не менее двух одинаковых ориентированных скрещенных линз электроды которых связаны с точками делителя напряжения питания, обеспечивающими потенциалы на средних электродах линз разного знака по. отношению к потениалам крайних электродов 2.

Недостатком этого устройства является невысокая разрешающая способность из-за наличия большой величины сферической аберрации.

Цель изобретения - увеличение разрешающей способности.

Цель достигается тем, что в электроннооптическом устройстве содержащем не менее двух одинаково ориентированных скрещенных линз, электроды которых связаны с точками делителя напряжения питания, обеспечивающими потенциалы на средних электродах линз разного знака по отнощению к потенциалам крайних электродов отношение расстояния между линзами к минимальному диаметру отверстия в их электродах равно 1-6.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит скрещенные линзы 1 и 2, средние электроды 3 и 4 линз, крайние электроды 5-8 линз, делитель 9 напряжения питания.

Две скрещенные линзы 1 и 2 расположены вдоль оптической оси, совпадающей с осью Z так, что отверстия в их средних электродах 3 и 4 вытянуты в направлении оси X. Отверстия в крайних электродах 5- 8 вытянуты в перпендикулярном направлеНИИ (вдоль оси У) Крайние электроды связаны с точкой делителя напряжения, потенциал которой меньше, чем потенциал точки подключения крайних электродов, а средний электрод 4 линзы 2 соединен с точкой делителя, потенциал которой выше потенциала упомянутой точки подключения крайних электро ов. Отношение расстояния между линзами 1 и 2, т. е. между внутренними крайними электродами 6 и 7, к ширине отверстия в электродах лежит в пределах 1-6. Оптимальное значение этого отношения 2-3. При значениях отношения меньших 1 резко растет сферическая аберрация, что соответственно приводит к резкому ухудшению разрешающей способности. При значениях отношения больших 6 потери тока пучка заряженных частиц превышают допустимые из-за рассеиваюшего действия первой линзы.

Форма отверстий в электродах линз может быть не только прямоугольной, но и любой другой, имеющей две оси симметрии, например эллипсной, овальной и -т. п.

Работа устройства заключается в следующем.

Линза 1 собирает электроны из источника, расположенного на оси Z (на чертеже не указан) в плоскости УО7, а в плоскости XOZ - рассеивает. При этом октупольная составляющая линзы обеспечивает в плоскостях YOZ и XOZ положительную сферическую аберрацию, а в двух ортогональных плоскостях, повернутых вокруг оси Z относительно yOZ и XOZ на угол 45°, - отрицательную сферическую аберрацию. Затем пучок попадает под действие линзы 2, которая собирает его уже в плоскости XOZ и рассеивает в плоскости yOZ. Откупольная составляющая обеспечивает здесь отрицательную сфе рическую аберрацию в плоскостях XOZ и

yOZ и положительную - в плоскостях, повернутых-на 45° к ним.

Таким образом, при последовательном взаимодействии пучка с полями обеих линз сферическая аберрация компенсируется во всех направлениях, что приводит к повышению разрешающей способности. Эта компенсация сферической аберрации возможна только в случае, когда поля линз не перекрываются, т. е. когда отношение расстояния между линзами к ширине отверстия в их электродах не менее 1.

Устройство позволяет значительно увеличить разрушающую способность.

Так, в экспериментальных образцах дюймовых видиконов, выполненных в соответствии с данным изобретением, глубина модуляции на 400 линиях в строчном исполнении равна 50-55%, что примерно на 60% выще достигаемой в практике электровакуумного приборостроения разрешающей способности видиконов с электростатической фокусировкой и магнитным отклонением.

Формула изобретения

Электронно-оптическое устройство, содержащее не менее двух одинаково ориентированных скрещенных линз, электроды которых связаны с точками делителя напряжения питания, обеспечивающими потенциалы на средних электродах линз разного знака по отношению к потенциалам крайних электродов, отличающееся тем, что, с целью повыщения разрещающей способности, отношение расстояния между линзами к минимальному диаметру отверстия в их электродах равно 1-6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Петров И. А. Исследование электронно-оптических свойств систем из двух скрещенных линз. ЖТО, 1977, т. 47, с. 1380. 2. Там же, с. 1381 (прототип).