Призменный масс спектрометрвсесоюзнаяпшктноч1хнкм? ^наябиблио~е:на

 

346656

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. С 01п 27/62

В Old 59/44

Заявлено 17 1Х.1970 (№ 1477235 26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.384.8(088.8) Опубликовано 28.V11.1972. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 22Л III.1972

Авторы изобретения

А. И. Волжении, В. М. Кельман и Е. M. Якушев

Институт ядерной физики АН Казахской ССР

Заявитель

ПРИЗМЕННЫЙ МАСС=СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к области массспектрометрии.

Известный призменный масс-спектрометр состоит из источника и приемника ионов, расположенных в фокальных плоскостях коллиматорной и фокусирующей линз, и анализатора, создающего комбинированное двумерное магнитное и электростатическое поля, причем в качестве отклоняющего электростатического элемента используется цилиндрическая линза, которая служит одновременно как для а\рохтатизации системы, так и для фоку сировки пучка в направлении, перпендикулярном к средней плоскости.

Для нормальной работы прибора необходимо, чтобы фокальная плоскость этой линзы совпадала с фокальной плоскостью магнитной линзы, образованной полем рассеяния магнита. В этом случае отклоняющее двумерное поле в целом образует телескопическую cIIстему. При этом достигается наибольшее значение разрешающей способности и светосилы прибора. Из расчетов иммерсионных, цилиндрических линз следует, что при соотношениях потенциалов на электродах линзы, необходимых для ахроматизации, ее фокусное расстояние оказывается очень коротким. Поскольку фокальная плоскость магнитных линз находится в глубине межполюсного зазора, совмещение фокальных плоскостей магнитной и электростатической линз в ана.пизаторе невозможно без резкого увеличения габаритов последнего и усложнения его конструкции.

Если жс фокусы не совмещены, то разрешение и светосила прибора существенно уменьшаются.

Цель изобрстения — увс|шчение светосилы и разрешающей способности, упрощение конструкции и уменьшение габаритов прибора.

10 Отличительной особенностью предлагаемого масс-спектрометра является использование в качестве электростатического отклоняющего элемента четы рсхэлектродной электростатической системы, работающей в режиме, близ15 ком к телескопическому, На чертеже представлена схема предлагаемого масс-спектрометра.

Он содержит источник 1 ионов, приемник 2 ионов, коллиматорную и фокусирующую лин20 зы 8, магнит 4 н четырехэлектродную систему из электродов 5 — 7 и заземленного э.пектрода, которым являются полюсные наконечники магнита 4. Электроды 5 — 7 и мапшт 4 создают комбинированное двумерное отклоняющее по25 ле. Двумерное поле представляет собой телескопическую систему, имеющу1о два промежуточных фокуса F н Га. Источник и приемник ионов находятся в фокальных плоскостях коллиматорной и фокусирующей линз. F — фо30 кусное расстояние линз; а — угол входа пуч346656 ка в отклоняющее поле; P — угол выхода пучка из отклоняющего поля.

Up, Up„Ui„U> — потенциалы четырехэлектродной телескопической системы, численно равные энергии исследуемых частиц, выраженной в электроновольтах.

Выходящий из источника расходящийся пучок ионов формируется коллиматорной линзой в параллельный, пучок, который поступает в отклоняющую систему магнита, выполняю- 10 щую роль призмы. Здесь пучок разлагается в спектр по массам. Параметры системы подобраны так, чтобы выполнялось соотношение

sana / Uo

81п з U

При этом система становится ахроматичной, ионы разных энергий отклоняются на один и тот же угол и выходят из системы под углом, который не зависит от энергии частиц и опре- 20 деляется только их массой. Угловая дисперct,з сия D=m по массам определяется по

dи формуле:

Потенциалы Up<, Ui, на промежуточных электродах четырехэлектродной системы подбираются из условий телескопичности. Отклоняю- 30 щая система в целом телескопична с двумя промежуточными фокусами F и F . После прохождения через отклоняющую систему пучок ионов одинаковых масс остается параллельным. Попадая в фокусирующую линзу в 35 ее фокальной плоскости, этот пучок снова фокусируется в точку.

Большая линейная дисперсия прибора по массам D; достигается выбором фокусного расстояния фокусирующей линзы в соответствии с формулой

D;=fD.

Для обеспечения двумерности магнитного поля необходима экранировка его полей рассеяния. В предлагаемом масс-спектрометре электроды 5 — 7 выполнены из магнитомягкого материала типа «армко». При этом они одновременно будут играть роль магнитного экрана. В этом случае отпадает необходимость в специальной экранировке магнитного поля со стороны приемника ионов.

Предмет изобретения

1. Призменный масс-спектрометр, содержащий источник и приемник ионов, расположенные соответственно в фокальных плоскостях коллиматорной и фокусирующей линз, и анализатор, состоящий из магнитного и электростатического отклоняющих элементов, создающих комбинированное двумерное поле, отличающийся тем, что, с целью увеличения светосилы и разрешающей способности, анализатор выполнен в виде четырехэлектродной телескопической системы, одним из электродов которой являются полюсные наконечники магнита.

2. Масс-спекторометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью экранировки рассеянных полей, электроды отклоняющей системы выполнены из магнитомягкого материала.

346656

Г1

Составитель Н. Алимова

Редактор Н. Коляда

Текред T. Курилко

Корректор Т. Миронова

Заказ 2549/5 Изд. М 1098 Тираж 405 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, ОК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2