Электростатическая иммерсионная линза

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 453 ОЗ 3,1 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТК(71) Специальное конструкторское бюро Инсти. тута органической химии им, Н.Д. Зелинского и Научно-производственное обьединение "Нор. пласт(56) 1. Шерстнев Л.Г, Электронная оптика и электронно. лучевые приборы, ЧЭнергия", 1971, с. 78.2, Кельман В.М Явор С.Я. Электронная оптика. Л., "Наука , 1968, с. 165 (прототип), (54) (57) 1. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИММЕРСИОННАЯ ЛИНЗА, содержащая два одинако. вых осесимметричных электрода, для которых расстояние между обращенными друг к другу торцовыми плоскостями не превышает диамет. ра линии пересечения указанной торцовой цлос. кости с внутренней поверхностью вращения электрода, отличающаяся тем,что, с целью повышения оптической силы при со. крашении длины линзы, угол между образующей поверхности вращения и осью линзы вы. полнен уменьшающимся в направлении от про тиволежащих торцовых плоскостей электродов, а отношение осевой протяженности линзы к диаметру линии пересечения торцовой плоскости каждого из электродов е его внутренней поверхностью составляет О, -1,8.2, Линза по п. 1, с т л и ч а ю щ а я с я тем, что внутренняя поверхность каждого иэ электродов образована двумя коническими поверхностями, причем отношение расстояния от Я торцовои плоскости электрода до плоскости(ф гф пересечения конических поверхностей к осеьой у) протяженности электрода составляет 0,15-0,3.Е"ЭотбГЕТЭНЕ ОТНОСИТСЯ К ТЕХНИКЕ фисткусроЗки пучков заряженнь;х частиц, а именно к электростаеическим иммерсионным линзами можетбыть нспотьээваеО в электронных микроскопах,МаСС - С.СИТРОмггРаХ И ПРОЧИХ УСтРОйСтааХ, ИСцо/Ь;ттР 1 ЕЕ.Х ОСТРОСфОКУСНРОВанНЫЕ ПУЧКИ ЗаРЯ 1 чаСТИЦ1 ЭГЕС):1 ЭЛСКТрССТЗТИЕСКИЕ ИММСРСИОННЫл)инзы, состоящие из двух Рсесимме 113 ичныхЭ;ЕКГЭСГТОТЗОТТИГЧаЮЦТИХСЯ ДРУГ От ДРУГа ПО фОР.111-1,ЦЕ)цт. ЕР ЛЕцэа МОЖЕТ Состояь ИЗ ДВУХсоосно эасположенных Отрезков цилиндров,. внут.СЕЕ:цЕС Пит г,т,т КО т ООЕЛХ тС раВНЬ дрГГ дт)у.,. Т,т.ВЭК,. )ЬЦЕ, С ЕСг ИтЕТРИЧН. ТмиэЛЕКт ОттаЦ ВЛ";ЕТСЯ НЕЕЗТ:.В)т ОПТИЧЕСкая СИЛЗ.1 за".с);-.:.:1 -.)к:.:е алек т Ростатические иммерсион ЫС 1".- СОДЕ Э)каЦ)Э Два ОДЕИаковы) ОСЕСИ 4.1 тстрепНьтх электрОДа, Выполненньх В ВНДс ВРа" саит; Гг 11): ТЗВО 1 гт)0 ЬРаССТОЯННЕМСЖ" "Го д, тэбт)ацтее)ьин т;рут .: доуг торцовыми плосгзтт;.11 ЭЛССТГОДОГ, НЕ ПрЕВЫЛТаЕТ дИаМЕтра 0 1 П 1 т )вг)э.СтЕНЕЭ /КаэаННОЙ ТорЦОВОЙ ПЛОСКОСц с 1 эзц,:; .сй цовеохностью электрода.7).сць,:ром Явл,юнас 1 линзы, состоящие из 25 цв ): /1)осно растоложенных отрезкоВ цилинд:;он; ц г.ново) О Дтиа),стра 1 э, причем ГЭ-Я, и 1 ЕЕэОСТО)Ц 1;Э Дв",Х ПЛОСКИХ Диаф)РЗГа ТГЬЖ,;т Л ;Э РЬХ .:МЕСТ ОтВЕРСтИЕ ДнаМЕтРОМ)Ц Ст )т.1.ТЕЖЕУ ЦТЕЕ;тпа 11 ОТВЕРСТИЙ Б, а Еару)УЕЕЫт ."Ветр ГтаафраГМ СоетавЛяст НЕ МЕЕ;)Е НЕГпаЕЕЬ ": - ТТОбь ИСЕСТЮЧИТЬ ИСКажЕНИЕ ЛНЧСС1" Л)т В т)а)Оен ПрИОССВРИ Об,-1 едоста СО: звестньх ли Еэ является ма.:я 1)цт .,:;, Стсга, Отр:;ДСЛЯЕМая КаК ОтНОШЕ.Х. КТ 0. - )ГО Шта,ЕЕ) ,а )ИНЗЫ О К ВЕЛИЧИНЕ Е 1)ОКцгп ",дСЭТОЕцтЕяДруГ;.; т цсдоэтатКОМ ЯВЛястея НЕВОЗМОжНОСтЬ цолъ ц :" изобРажение предмета с больцим40 ;т)ЭО . И.Г 1/гз,т уС ЬИЕНИЛ ЕГО раЗМЕрОВ ВНЕ цр)э Панства поля линзы, цоскОльку протяжен" ОС) "с. Э.1 С.ТрЕЕССКОГГ 110 Ля ВДОЛЬ ОСИ ИЭВЕЭТНЬЕХ Лит.: ттяц:а "1 и 1 ЭСКАРПЕ,КО гтаэ ПрввыЕавт ДиаМЕ) Р с).451 егть Езобрегенея . повышение оптическойСИЛЫ ЛИНЗЬ )РИ СОК)а,-СЕНЕ ЕЕ -Л". ЬтОРОй ПРИС)",С.ВУСТ ВЛЦЯЕГНС ЕС ЭгЕКТРЕПС;КОГО. /: а;т:;ат ЕЛЬ ДО;тиавтея тЕМ, ЧтО В ЭЛЕКт; Пете Итт: СКОЙ тММЕО СИОЦНОЙ ЛИНЗЕ, СОДЕРжа.1 ЦЕЙ Два .ЕЕтаОВЫХ 0 ЕСММЕтрТЧТЕЫХ ЭЛЕктрО.да, /ля котосых расстояние между Обрешен.НЬ.ЕЕТ. ДРУГ К ДРУГУ ТОРЦОВЫМИ ПЛОСКОСЭЕМИ ЦЕ црЕВЫНавт Даьттетр ЛИГИ ПЕреСЕЧЕНИя уКаэанной готц)вэ", 1/От)еости с внутренней поверх ностью вращэния электрОла, угол Еежд обраэк:.шей 1 оверхност, врац;ения и осью линзы Вып);- цен умееььт,асцися В направлении от цроти. ВОЛЕжаИХ ГОР 1 ОВЬЕХ ЦЛОСКОССЙ Э:ЕКТРОДОВ а отцеБенце осевок протяжеццосте Гинэы к Днамстз ЛИНиц ЕОЕСЕЧСНИЯ ТОРЦОай ПЛОС.кости каждого нэ электводов с его внутренней ОВРхностью составляет7 1,Ь.Внутреецяя поверхность .аждотг) аэ:лектроДОВ ООрЗОВаца Двугя КОНИЧЕСКИМИ ПОВЕрХНГЗСТЯ: ми, при ем Оте.0 пение рсстОянея От уц)мяету- ТОЙ ТОРЦОВОЙ 11 НОСКОСТИ ЭЛЕН) Рг)14 Э ПО ПЛОСКОС.ти це 1)есеееея хоннчсских товерхностей к Осевой протя)кснностэлектрода составляет )15-03На тСРТСЖ а Оказана-1 с Рт -Ц)ТЦ 1 МЬРСИОЦНой ЛИН:)Ь.Лиза состоит из 1)с;сим:стречтОго электт 0.тДа 1 и тако с же по 0 Рс злектоота 2. Еа ОСИ обои ЭПСКтрОдОВ .С)Стоят ОТВЕРСТИЯ 3 ц 4 ДЛЯ трО)0)ЕДЕЬцц) ПуЧКа Эаряжг)ШЫХ ВС Иц, Рае;ГОЯ.тЕ 1 тг;1 ")ТЗ .РС" Ицт, ит тт 1)црЕДЕ.ляет о:свую про;яжепэсть литеэь,;лктроды СОЕДЕНСНЬТ ДРУ С ПРУ(Т .Р 1 ЦО.ОПЕ 1 ИЗОЛЯ.топоа 5, ц).ИКрЕПЛЕ;цтцХ К ЭЛС.,рОдаМТ Т и хогутаге) т) и / осоте с ве)но, 811/ реняят пове 1 эхность электродов 1 и 2 Наполнена таким )Образом, чтобы ггол между образующей поверхНоетп ВпаПтт)1 ИЯ И ОСЬЮ ЛИНЗЬТ УТ,ЕЕгьшаЛСЯ ПО направлениео от противолежащих торцовых поверхностей электродов. Одним нз возможных ВаРИацтОВ такойОВЕРХНОСТИ ."ХНОЛгГИЧЕСКН удсзгым в эгэ)овлснии и даеещим хоеэоцтяе ГЕЗ/, ЬТатЫ, ЯВЛ)1 СТСЯ ЕЕ ВЫЦОЛ 11 ИЕ В ВИДЕ ПО ЕРХЕОСти ДВУХ ЦЕРЕСЕКЭЮЩИХСЯ КОНУСОВвершине Одного иэ кОХОРых т)асположсно ВхОд".ое т или гьхотНОС) Отетерстие,Ьлееэкнэ к оптимальнтым опгически: парамет. Р 1 ЛИЕЕЭЕ, ЦГ 1 ЕЕЫ ДТЯ КОЦОВГтамти тРт вершене 10;и 127 соответственноцри этом Осевая пвот)1 жснность кон/са с бОчьши 1 углом при вершине относится:; .:,севой протяженное. ти электрода как 121, ./Севая протяженность 1 )тИНЗЫ С ОЦ:маэЬН 1,Ц ПараМЕТРВМИ СовцаДВЕТ С е/иаметром О лицин пересечения горновой плоскости э Еектродг с его В.ггоее 1 ацоверхцостью, т.Е, С ДиаМЕТРОМ ОСНОВа)ЕИЯ тОНУт,а С От)ЛЕШИМ УГ; лОМ п)и е)сэине. 1 Р 1:то 1 расс Ояние мтждуТГ)Г)1 ОВЫМИ т.1 ОСКОСТЯМИ Э.ЕЕт)01103 СО.аВЛЯЕТ Б - 0,3 Г).Лиза дейсгвует следуоцие образо;,1 а ЭЛЕКТРОД т ЛПНЭЬ, С) аЕОВЛЕНОЙЕ 1 а ОПТИ.ЧЕСКОЙ ОСН КгКОта ЛИбО уетРОЙСтцаПОдакт ПСтенциал; ПО/сеигл с. цтдат ".а электРОД 1 потенциал Ф, цоаот .та зл:ктРОД 2, 1 Ре э)ом впространстве между злсь тц)га;,.:.е вози)астэле;Т 1)ическое поле 1 чск зат)яжеЕ 1 ых час:ИТ .вводя, в отверстие 3 электрода 1, еа.т авляя его,вдоль оси лцгэь, 11 р Пт охождСнеи,"утка вдольосе )нрвея ВВРяжеецчастиц иэеецяется ОтЕФ. ЛО Ета тРаЕКтОРИИ тастИЦ ЦПЕЛОХЛЯЕТ)ТСЯ,1045303 ВНИИПИ Заказ 7565/54 Тираж 703 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная,4 в результате чего происходит фокусировка пучка, Пучок частиц с преломленными траекториями и измененной энергией выходит из линзы через отверстие 4 в электроде 2, Точка на оп. тической оси, вкоторой фокусируется прошед ший через линзу пучок, может быть рассчитана по известным формулам электронной апти. ки, если известны значения фокусных расстояний линзы Е, и Е и положение главных плоскостей линзы. Оптическая сила линзы остается достаточно высокой, если отношение расстояния плоскости пересечения конусов от торцовой плоскости электрода к его осевой протяженности изменяется в пределах 0,15 - 0,3, а осевая протяженность линзы лежит в пределах 15 1.= (0,7 - 1,8) О.Преимущество линзы заключается в ее в несколько раз более высокой оптической силе по сравнению с известными электростатическими иммерсионными линзами. 20 Кроме того, длина пространства вдоль оси линзы, в котором присутствует электрическое поле, составляет не более 1,8 О, Показано, что уже в точках, расположенных в отверстиях 3 и 4 и разделенных расстоянием .=(0,7 - 1,8)О, электрическое поле практически равно нулю, При диаметре отверстий 3 и 4, составляющем 0,01 О, напряженность как продольной, так и радиальной составляющих электрического поля не превышает 10от напряженности поля в центре линзы. В то же время для линз с диафрагменными электродами напряженность поля на оси снижается только в 8 раз при удалении от плоскости симметрии линзы на расстоя. ние, равное диаметру отверстия диафрагмы.Указанное преимущество позволяет в несколько раз сократить продольный размер линзы и получить изображение предмета вне поля линз сменьшими размерами и большим углом сходи- мости по сравнению с известными линзами.