Электростатический энергоанализатор

 

Изобретение относится к электростатическим анализаторам энергий заряженных частиц. Целью изобретения является увеличение разрешающей способности и уменьшение габаритов. Анализатор содержит источник 1, приемник 2, плоские электроды 3,4,5 электростатической электродной системы. Электродная система обладает плоскостью симметрии, в которой лежат источник 1 и приемник 2. Приведены конкретные конструктивные данные для анализатора с тремя парами электродов, обоснование для выбора угла между плоскостями, в которых лежат электроды. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

6Ю 4 Н 01 J 49/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H S O C CeW Ca Perm © BV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

П0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

flPM ГКНТ СССР., (21) 4291495/24-21 (22) 28.07.87 (46) 07.04.89. Бюл. У 13 (71) Институт ядерной физики

АН КазССР (72) Л.Г. Гликман, В..И.. Кельман, С.П. Карецкая, З.Д. Искакова и Ю.В. Голоскоков (53) 621 ° 384(088.8) (56) Фищкова Т.Я. — ЖТФ, 1983, .т. 53, Н 10 с. 2077-2080.

Кельман В.Й., Карецкая С.П., Сай» ,ченко Н.Ю. и др. - ЖТФ, 1982, т. 52, Ф 11, с. 2140-2145. (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКЧЙ ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОР

„,SUÄÄ 1471234 А1 (57) Изобретение относится к электростатическим анализаторам энергий заряженных частиц. Целью изобретения является увеличение разрешающей способности и уменьшение габаритов. Ана лизатор содержит источник 1, прием--. ник 2, плоские электроды 3, 4, 5 электростатической электродной системы. Электродная система обладает плоскостью симетрии, в которой лежат источник 1 и приемник 2. Приведены конкретные конструктивные,"анные для анализатора с тремя парами электродов, обоснование для выбора угла между плоскостями, в которых лежат электроды. 2 ил.

Изобретение относится к технике спектрального исследования пучков заряженных частиц и может быть использовано для измерения энергий заря5 женных частиц и изучения состава и структуры веществ.

Цель изобретения — увеличение разрешающей способности и уменьшение габаритов устройства. 10

На фиг. 1 схематически изображен электростаический энергоанализатор в двух проекциях; на фиг. 2 - энергоанализатор, у которого дальние от ребра двугранного угла края пластин„ наиболее удаленного от него электрода, замкнуты поверхностью прямого кругового цилиндра радиуса R с осью, совпадающей с ребром двугранногî уг ла. 29

Энергоанализаторы по фиг. 1 и 2 состоят из источника 1, приемника 2, электродов электростатической электродной системы 3-5. Источник и приемчик удалены от ребра двугранного угла еС, с которым совмещена ось Z, на расстояния 1, и 1 соответственно.

Середины щелей между электродами

3, 4 и 4, 5 — на расстоянии R< и R

Проекция отрезка, соединяющего источник и приемник, на ось Z обозначе" на через Ь; угол между осевой траекторией пучка и осью вне полячерез В . Пунктирными линиями показаны проекции одной из траекторий заряженных частиц, Энергоанализатор работает следующим образом.

Пучок заряженных частиц выходит из источника 1 и поступает в электрод- 40 ную систему через зазор между пластинами электрода 3. На электроды

3-5 поданы потенциалысу„уи дз соответственно. Форма, геометрические размеры и потенциалы электродов подобраны так, что пучок разлагается в спектр по энергии, отражается двумерным тормозящим полем и выходит из электродной системы через зазор между пластинами электрода 3.

Частицы с энергиями, на которые настроен анализатор, поступают в щель приемника 2. При этом осуществляется стигматичная фокусировка объемнor о пучка при отсутствии сферической аберрации в направлении дисперсии, обусловленной угловым разбросом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Были проведены расчеты на ЭВИ параметров конкретных отражающих электростатических систем с конструкцией, изображенной на фиг. 2.

Примеры конкретных отражающих электростатических систем даны в таблице. Предполагалось, что потенциал равен нулю в той точке пространства, где равна нулю скорость заряженной частицы.

В первых четырех системах, приведеннык в таблице, источник и приемник располагаются на одинаковом расстоянии от ребра двугранного угла, в последней — на разных. D„ - отнбсительная дисперсия в направлении оси Z — определяется как отношение линейной дисперсии в этом направлении к проекциям отрезка, соединяющего источник и приемник, на ось Z, Как следует из расчетов, в предлагаемом устройстве с возрастанием двугранного угла yl величина Do

0 увеличивается и при oC, = =бО относительная дисперсия примерно в три раза превышает относительную дисперсию, известного устройства, что приводит к соответствующему увеличению разрешающей способности энергоанализатора или к уменьшению его габаритов.

Отражающая электростатическая система может быть выполнена так, что параллельные ребру двугранного угла и обращенные к нему края пластин ближайшего к ребру электрода или дальние от ребра края пластин наиболее удаленного от него электрода замкнуты цилиндрической поверхностью, симI метричной относительно средней плос« кости, или указанным образом замкнуты пластины у обоих электродов.

Замыкание цилиндрическими поверхностями краев пластин приводит к дополнительному уменьшению габаритов энергоанализатора.

В предлагаемом устройстве поле быстро затухает при удалении от.щелей между электродами в сторону ребра двугранного угла, вследствие чего граница области, занятой полем, будет значительно ближе к щели, чем в известном устройстве, и поэтому удается увеличить предельное значение угла входа пучка в поле зеркала, при котором источник и приемник находятся на границе области, занятой полем отражающей электростатической системы, а, следовательно, 1471234 г,3

Составитель К. Иеньшиков

Техред Л. Сердюкова. Корректор В. Романенко

Редактор В. Бугренкова

Заказ 1612/52 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10-1 увеличить значение относительной дисперсии Р, и улучшить связанные с ней рабочие характеристики энергоанализатора. Проведенные авторами ис5 следования показали, что угол о(нецелесообразно брать больше, чем 60 так как при этом граница области, занятой полем, подходит слишком близко к ребру двугранного угла, что при- 10 водит к необходимости пропускать пучок через отверстия в электроде, искажающие распределение поля в отражающей системе, как в укаэанных выше аналогах. При о4 близком к нулю выигрыш в величине D становится незначительным (предельный случай оС 0 соответствует известному устройству).

Формула изобретения

Электростатический энергоанализа- 20 тор, содержащий источник и приемник заряженных частиц и электродную систему иэ плоских электродов по меньшей мере с двумя прямолинейными краями, параллельными один другому, при-. чем плоские электроды расположены в двух плоскостях так, что прямолинейные края всех электродов параллельны друг другу, а электроды системы имеют плоскость симметрии, в которой расположены источник и приемник заряженных частиц, причем между смежными электродами имеются зазоры, отличающийся тем, :то, с целью увеличения разрешающей способности и уменьшения габаритов плоскости, в которых лежат электроды, образуют угол не более 60 с вершиной, лежащей от электродной системы по одну сторону с источником и приемником заряженных частиц.