Способ и устройство для изменения светосилы аксиально-симметричной магнитной линзы

(57) Изобретение относится к области электронной и ионной оптики,в частности, к формированию моноэнергетических потоков заряженных частиц аксиально-симметричными магнитным линзами, что может быть использовано В магнитных спектрометрех, транспортных линзах и других электронно-оптических приборах.Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет расширения диапазона изменения светосилы акоиальносимметрич ной магнитной линзы.Способ изменении светосилы аксиальносимметричной магнитной линзы с распределенной обмоткой, заключается в том, что формируют магнитное поле с одним максимумом распределения по оси линзы и отсутствуют промежуточные фокусы для минимальной величины светом силы и увеличивают напряженность магнитного полн до образования промежуточных фокусов для максимальной величины светосилы.для максимальной величины светосилы формируют магнитное поле частями обмотки, по крайней мере, с двумя максимумами распределения, минимумы которого совпадают с промежуточными фокусами, а максимумы с местоположением наибольших отклонений траекторий и магнитные полн от смежных частей обмотки формируют с противопо ЛОЖНЫМИ НЭПРЕВЛЭ НИЗ МИ .Аксиально-симметричная магнитная линза с изменяемой светосилой содержит распределенную вдоль продольной оси обмотку, создающую магнитное поле. Части обмотки выполнены в виде сопряженных секций, поперечное сечение каждой из которых и всей обмотки в целом имеет форму прямолинейных геометрических фигур. Б частности,поперечное сечение секций и обмотки в целом может иметь форму трапециипошнмщное сечение секций -юрмучиеугольника а обмотки форму трапеции, поперечное сечение секций может также иметь форг му сопряженных треугольника, трапеции и параллелограмма, а об мотки форму трапеции.Изобретение относится к области электронной и ионной оптики,в частности, к формированию моноэнергетических потоков заряженных частиц магнитными линзами, что может быть использовано в магнитных спектрометрах, транспортных линзах и других злектронно- оптических приборах.Известен способ изменения светосилы аксиалЬносимметричной магнитной линзы /1/ заключающийся в изменении положения фокуса предметного пространства по оси линзы к ее центру при увеличении напряженности магнитного поля, т.е. в изменении положения источника заряженных частиц, обычно распологающегося в вышеупомянутом фокусе. Минимум светосилы обеспечивается при нахождении фокуса предметного пространства (источника заряженных частиц) у края линзы, а максимальное значение при положении фокуса (источника заряженных частиц) в центре линзы. Этот способ не обеспечивает дрстижеъшш максимально возможного изменения величины свацюилы для данной апертуры и длины линзы. Кроме того, такой способ регулировки светосилы сложно реализовать технически, т.к. внутреннее пространство линзы представляет вакуумную камеру и, таким образом, изменашепшшюшшъюшшштазщшюшшхчжтшйфшшш)дшшю происходить без нарушения вакуума. В аксиальнопсимметричной магнитной линзе /1/ используется колоколообразная конфигурация маги нитного поля, которая практически не позволяет достичь увеличения светосилы линзы за счет применения режимов работы линзы с дополнительными промежуточными фокусами.Наиболее близким но технической сущности является способ изменения светосилы аксиальносимметричной магнитной линзы /2/ заключающийся в том, что используют линзу с распределенной об моткой, создающей трапециевидное распределение магнитного поляпо оси линзы, и изменение светосилы осуществляют использованием режимов работы линзы, иодда на оси линзы в промежуточной ее части создаются один или несколько дополнительных промежуточных фокусов посредством увеличении наприиюнности магнитного поля линзы при неизменной апертура и положении крайних фокусов предметного пространства и пространства изображений. Минимальная величина светосилы достигается при использовании режима работы линзы без промежуточных фокусов, а максимальная при наличии вышеназванных фокусов, количество которых выбирается в зависимости от желаемой максимальной величины светосил реально достижимом величины напряженности магнитного полн линзы и допустимой величины аберрации.Известная аисиалЬносимметричная магнитная линза имеет распределенную обмотну с трапециевидным распределением плотности вити нов, которая создает трапециевидную конфигурацию магнитного поля.Недостаток известного способа и устройства (аисиальнопсимн матричной магнитной линзы) занлшаетсн в том, что они не обеспечивают мансимального диапазона изменения величины светосилы при заданной апертура и заданном положении крайнего фокуса предметного пространства и нрайнего фокуса пространства изображений, т.е. заданном положении источника заряженных частиц и приемного устройства, расположенного на выходе линзы. Кроме того, ИСПОЛЬВОВЗР НИЗ режимов работы линзы с Двумя и большим количеством Дополнительных промежуточных фокусов в этом случае нецелесообразно ввиду незнацительного увеличения величины светосил при значительном увеч лшюшшщтюшшхатшжШй.Цель изобретения состоит в расширении фуикниональных возеПоставленная цель достигается тем, что в способе изменения светосилы аксиальносимметричнои магнитной линзы с распределенной обмоткой путем формирования магнитного полн с одним максимун мом распределения по оси линзы для минимальной величины светосилы и увеличения напряженности магнитного полн до образования промежуточных фокусов для максимальной величины светооилы, соглас но изобретению, формируют магнитное поле частями обмотки, по крайней мере, с двумя максимумами распределения, минимумы которого совпадают с промежуточными фокусами, а.максимумы Ш с местоположением наибольших отклонений траекторий, Магнитные поля от сможных частей обмотки формируют с противоположными направлениями.В устройстве для изменения светосилы аксиально-симметричной магнитной линзы, содержащем распределенную вдоль обмотку, части обмотки выполнены в виде сопряженных секций, поперечное сечение каждой из которой и всей обмотки в целом имеет форму прямолинейных геометрических фигур. Поперечное сечение секций и обмотки может иметь форму трапеций или поперечное сечение секций может иметь форму треугольника, а обмотки - форму трапеции, а также поперечное сечение секций может иметь форму сопряженных треугольника, трапеции и параллелограмма, а обмотка. форму трапеции.На.фиг.1 а.представлеНа трапециевидная конфигурация магнитного пола линзы и проекции траекторий зараженных частиц для случаев без промежуточных фокусов, с одним и с двумя промежуточными фокусами для варианта с фокусировкой пучка на выходе линзы на фиг.1 б представлена трапециевидная конфигурация магнитного полн линзы и проекции траекторий заряженных частиц в случае режимовработы линзы без промежуточных фокусов, с одним и о двумя про