Способ юстировки квадрупольного дублета Советский патент 1983 года по МПК H01J29/54 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для юстировки квадрупольного дублета магнитных или электростатических линз.

Известна фокусировка пучка заряженных частиц двумя соосными четьфехполюсными квадрупольными линзами, . плоскости симметрии которых повернуты на 90° 1 .

При несовпадении оси пучка заряженных частиц с осью квадрупольного дублета возникают абберащ и фокусировки, ухудшающие разреигагацую способность фокусирующей системы.

Наиболее близким техническим реи нием к изобретению является способ юстировки квадрупольного дублета, по которому осуществляют механическое перемещение каждой линзы относительно оси пучка. При этом производят отдельную юстировку каждой линзы , подавая в линзу переменный ток и добиваясь симметрии крестообразного изображения на экране. Затем обе линзы запитывают переменным током одновременно и производят совмещение двух изображений 2.

Недостатками данного способа юстиг ровки являются наличие механических ,

устройств для перемещения каждой линзы, а также сложность и длительность процесса юстировки. Юстировка может бЫть осуществлена только при небольшом смещении осей квадрупольных линз относительно оси пучка, так как пределы перемещения квадрупольных линз ограничены размерами оболочки прибора. Каждая линза дублета должна иметь

to пять степеней свободы для перемещения. Кроме того, этот способ крайне затрудняет юстировку квадрупольного дублета, если входящие в него линзы расположены в оболочке прибора.

15

Цель изобретения - упрощение юстировки квадрупольного дублета и повышение ее точности.

Указанная цель достигается тем,, что согласно способу юстировки квад20рупольного дублета путем поочередной: запитки двух квадрупольных линз переменным напряжением и контроля симметрии крестообразного изображения на экране при изменении взашхного поло25жения осей пучка и линз дублета после подачи переменного напряжения на первую по ходу пучка квадрупольну линзу первой по ходу пучка отклоняющей системой направляют ось пучка в центр

30 этой линзы, затем после подачи напряжения на вторую линзу второй отклоняющей системой направляют ось пучка в центр второй линзы и повторяют ука занные операции до момента, когда пр переключении напряжения с одной .линзы на другую не происходит нарушения .симметрии изображения. На чертеже изображена последовательность положений пучка при юстировке. По ходу пучка размещены первая и вторая отклоняющие системы 1 и 2, пе вая и вторая квадрупольные линзы 3 и . 4. Траектории 5-10 пучка расположены между источником 11 электронов и экраном 12. Отклоняющие системы 1 и 2 подключены к источникам постоянного напряжения и могут отклонять пучок в двух взаимно перпендикулярных направлениях. На квадрупольные линзы 3 и 4 подается поочередно переменное напряжение. Юстировка производится по крес тообразному изображению на экране 12 Юстировка осуществляется следующим образом. : Подают переменное напряжение в пер вую линзу 3 и первой отклоняющей сиетемой 1 добиваются симметрии изобра.жения на экране. При этом получают траектрию б, проходящую через центр первой линзы и несимметричную по отно шению ко второй линзе. Затем напряженйе с первой линзы снимают и подают во вторую линзу, а второй отклоняющей системой 2 направляют пучок в центр второй линзы 4 (траектория-7). Угол отклонения пучка первой отклоняющей системы при этом соответствует значению, полученному при юстировке/ первой линзы. Траектория 7 в отличие. рт траектории 6 не проходит через центр первого квадруполя, поэтому/при включении в первый квадруполь перемен ного напряжения получают изображение с наруцгенной симметрией. Далее операции юстировки повторяют. Юстируя первой отклоняющей системой первую линзу, получают траекторию 8. Угол отклонения пучка второй систе мой при этом соответствует значению, полученному в результате предыдущей операции. Затем, юстируя вторую линзу, получают траекторию 9, Таким образам, в результате проведения операций юстировки ось пучка :приближается к траектории 10 - такому положению, когда первая отклоняющая система направляет ось пучка в . точку, в которой центр отклонения вто рой отклоняющей системы совпадает с осью квадрупольного дублета, а вторая отклоняющая система выводит пучок на ось квадрупольного дублета. Юстировку можно считать законченной, когда при переключении переменного напря жения из одной линзы на другую симметрия изображения не нарушается. По окончании юстировки фиксируют напряжения, поданные в ходе последней операции на отклоняквдие системы. -Процесс юстировки квадрупольного дублета занимает не более пяти минут. Для качественной юстировки требуется, чтобы оси линз совпадали, а их плоскости симметрии были строго ортогональны. Это условие выполняют, закрепляя линзы в общем кожухе, точно фиксирующем их взаимное положение. Квадрупольный дублет может быть съюстирован только тогда, когда первой по ходу пучка, отклоняющей системой юстируют первую линзу, а второй по ходу пучка отклоняющей системой юстируют вторую линзу, в противном случае происходит удаление траектории пучка от оси дублета. В качестве примера воплощения способа можно привести режим юстировки квадрупольного дублета, состоящего из двух магнитных квадрупольных линз, которая производится при помощи двух магнитных отклоняквдих систем. Для получения крестообразного изображения на экране на первую по ходу пучка линзу подается переменное напряжение величиной 8,5 В, на вторую -- 10,5 В. В ходе юстировки постоянное напряжение на отклоняющих системах меняется в пределах + ЗВ, Энергия электронного пучка . Для съюстированного . дублета общий ток, потребляемый двумя отклоняквдими системами, равен 0,1А. Величина постоянного напряжения, поданного на линзы для фокусировки электронного пучка на экране, 10В и i2В для первой и второй линз соответственно. Общий ток, потребляемый дублетом, 0,07А. Размер сфокусированного пучка 50 500МКМ, Операция юстировки длится 2,5 мин. Таким образом, использование способа позволяет исключить механические устройства, служащие для закрепления квадрупольных линз и.их точного перемещения по пяти степеням свободы, сократить время.юстировки, снизить требования к точности совмещения осей квадрупольного дублета и пучка, которое необходимо выполнить перед юстировкой, а также повысить точность юстировки, так как исключается влияние, люфтов в механических приспособлениях для перемещения линз. Применение предлагаемого способа юстировки дает возможность использовать Квадрупольный дублет в качестве фокусирующей системы в приборах с высоким разрешением, например в проекционных лазерных кинескопах. Формула изобретения Способ юстировки квадрупольного дублета путем поочередной запитки

двух квадрупольных линз переменньм напряжением и контроля симметрии крестообразного изображения на экране при изменении взагалного положения осей пучка и линз дублета, отличающийся тем, что, с целью упрощения юстировки и повышения ее точности,-после подачи .переменного напряжения на первую по ходу пучка линзу первой по ходу пучка отклоняющей системой направляют ось пучка в центр этой линзы, затем после подачи напряжения на вторую линзу второй отклоняюсцей системой направляют ось пучка в центр второй линзы и повторяют указанные операции до мсахеита, огда при переключении напряжения с одной линзы на другую не происходит нарушения симметрии изображения.

t

Источники инфосшации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №131417, кл. Н 01 J 29/56, 1959. 2. Бонштедт Б.Э., Маркович М.Г, Фокусировка и отклонение пучков в электронно-лучевых приборах. М,

Советское радио

1967, с, 115 (прототип),