Способ юстировки электронно-оптических систем

А ЛИС НЗОБРЕТЕН Сова СоветокиаСоциалистически Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС висимое от авт, свидетельстваЗаявлено 06 Х.1971 ( 165542026-25) присоединением заявкиитет Комитет ео делам иаобретений и открытий ори Совете Министров СССРпубликовано 26.1.1973. Бюллетеньбликования описания 26.111.19 Дата Автор з обретен Я. Г. ЛюбчФизико-технический инст 3 аявител м. А, Ф. Иоф ПОСОБ ЮСТИРОВКИ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Изобретение относится к электронной оптике ееосесимметричных лииз и может бытьяспользовано в электронных,микроскопах,электроннолучевых трубках, спектрометрахзаряженных частиц и других приборах и устройствах, которые содержат квадрупольные,октупольные, секступольные и другие мультипольные линзы.Известен способ юстировки квадрупольныхлина по кресту, заключаю 1 щийся в том, что 10на юспируемые квадрупольные линзы поочередно подают знакопеременное напряжение,поле с неременной во времени полярностью.Изменевием величины аитающего линзы напряжения (тока) для каждой линзы подбираетея режим, при котором на экране наблюдается электронно-оптическое,изображение ввиде двух взаимно:перпендикуля 1 рных лишний(крестов). О точностями юстировки каждой линзы судят по сииметрии,креста, о юстировкевсей системы - по совпадению центров крестов от каждой линзы системы,Известный способ юстировки имеет ряд недостатков. 25Во-первых, недостаточная точность. Величина предельно достижимой точности, поперечного смещения квадрупольной линзы может быть определена как величина минимально различимого смещения изображения 30 на экране, деленная на коэффициент линейного увеличения, обеспечиваемого данной линзой, примерно равный отношению расстояний от данной линзы до экрана и до источника. Во-вторых, применение этого способа для юстировкн мультипольных линз, содержащих более четырех электродов или полюсов (секступольных, октупольных и др.), или невозможно или приводит к большим перегрузкам линз по питающему, напряжению (току). Это связано с тем, что на экране получают изображение в виде многолучевой звезды; при этом требуются одинаковые для всех типов линз напряженности полей вблизи оси линзы и, следовательно, значительное увеличение электрических илп магнитных потенциалов на электродах или полюсах ,по мере увеличения их числа в линзе. В-третьих, этот способ неприменим для юстировки спиральных мультипольных линз,Предложенный спосоо отличается от известного тем, что на все элементы электростатической мультипольной линзы или полюса магнитной подается одинаковый (электростатический или магнитный) потенциал, отличающийся от потенциала элементов, расположенных до и после юстируемой линзы вдоль заданной продольной оси, на величину, обеспечивающую создание на экране изображения с линейным увеличением, большим чем5 10 15 20 25 отношение расстояний от экрана и от источника до юстируемой линзы. В качестве этих элементов могут служить остальные линзы системы или цилиндр, в котором установлены линзы, в случае электростатической линзы - диафрагмы или электропроводящие стенки вакуумной камеры, в случае магнитной явнополюсной линзы - ее ярмо.Кроме того, с целью снижения юстировочного потенциала одновременно запитывают две или более линзыпричем на последнюю по ходу пучка линзу, из числа юстируемых одновременно, подают максимально допустимый потенциал, а на первую - потенциал, обеспечивающий создание промежуточного изображения на экране. В случае недостаточно большого линейного увеличения изображения на экране одновременно подают дополнительный потенциал на предпоследнюю линзу.С целью снижения потенциала первой линзы для создания изображений на нее подают допустимый потенциал и одновременно подают потенциал на вторую линзу. Операцию повторяют до получения на экране изображения с требуемым увеличением. В случае электростатической мультипольной линзы с внутренним и соосным охватывающим электродами (например, пятиэлектродная квадрупольно-октупольная линза) на внешний электрод дополнительно подают потенциал, образующий с потенциалами соседних элементов, расположенных вдоль заданной оси, разность того же знака, что и юстировочный потенциал внутренних электродов.,Преимущества способа заключаются в увеличении точности юстировки и расширении класса юстируемых мультипольных линз.При предложенном режиме питния мультипольная линза создает поля, состоящие из осесимметричных полей и мультипольных полей с удвоенным числом плоскостей симметрии по сравнению с обычным питанием мультипольной линзы. Для мультипольных линз с четырьмя (квадруполь) и более равномерно расположенными вокруг продольной оси и на равном расстоянии от нее электродами или полюсами возникающие поля с удвоенным числом плоскостей симметрии не влияют на электронно-оптические свойства первого порядка образованных осесимметричных,полей,;поэтому для юстировки можно рассматривать изображение на экране, создаваемое осесимметричными полями, и анализировать его изменения при некотором изменении подаваемого на линзу юстировочного потенциала или ускоряющего напряжения.На фиг, 1 показано подключение электростатической квадрупольной линзы к источнику питания; на фиг. 2 - подключение магнитной квадрупольной линзы к источнику питания (соседними элементами является ярмо линзы).Для определения предельной точности юстировки,предложенным способом была ис 30 35 40 45 50 55 60 65 пользована система трех электростатических мультипольных линз: диаметр апертуры линз 8 мм, электроды вогнутые с малым углом выреза, длина каждой линзы 45 мм. На входе и выходе системы на расстояниях 6 мм от крайних линз расположены диафрагмы с диаметром апертуры 3 мл, находящиеся под потенциалом анода. Длина системы 150 мм. Расстояние от источника до входной диафрагмы 30 мм, от выходной диафрагмы до экрана 160 мм. Энергия частиц 4 кв.Для юстировки системы относительно источника на все три линзы по отношению к диафрагмам был подан потенциал, равный - 3 кв. Внутри системы на расстоянии - 120 мм от входной диафрагмы образовалось промежуточное изображение, а на экране - второе изображение источника, Общее линейное увеличение системы составило -20, что позволило выполнить юстировку системы с погрешностью +5 мкм, Точность юстировки такой системы из квадрупольных линз аппо кресту составила для первой линзы 20 мкм, для второй :Е 40 мкм и для третьей -80 мкл,Пр едмет,из о бр ете иия 1. Способ юстировки электронно-оптических систем, содержащих мультипольные линзы, выполненные в виде ло крайней мере четырех элементов, равномерно расположенных вокруг продольной оси системы, основан,ный на пропускании через нее пучка заряженных частиц от источника, анализе электронно-оптического изображения, создаваемого юстируемыми линзами при подаче юстировочных потенциалов с последовательным совмещением юстируемых линз с заданной осью, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности юстировки и расширения класса юстируемых мультипольных линз, на все элементы мультипольной линзы подают один и тот же юстировочный потенциал, отличный от потенциалов соседних элементов, расположенных вдоль заданной оси, на величину, обеспечивающую создание на экране изображения с линейным увеличением ббльшим, чем отношение расстояний от экрана и от источника до юстируемой линзы.2, Способ,по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения юстировочного потенциала, одновременно запитывают по крайней мере две линзы, причем на последнюю по ходу пучка линзу, из числа юстируемых одновременно, подают максимально допустимый потенциал, а на первую - потенциал, обеспечивающий создание промежуточного изображения и изображения на экране.3, Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения необходимого линейного увеличения изображения на экране, одновременно подают дополнительный потенциал на предпоследнюю линзу.4, Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью снижения потенциала первой368675 92 иг.1 г Составител Еремина Редак Корректор Е, Михеев рловская х аказ 614/1 О Изд.181 Тираж 780 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова, 2 линзы, на нее подают допустимый потенциалс одновременной подачей потенциала на вторую линзу. 5. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью юстировки системы, содержащей по крайней мере одну электростатическую линзу с внутренним и соосным охватывающим электродами, на последний дополнительно подают потенциал, образующий с потенциалами соседних элементов, расположенных 5 вдоль заданной оси, разность того же знака,что и юстировочный потенциал внутренних электродов.