Электронно-оптические элементы на плоских электродах для масс-спектрометрических систем и систем транспортировки пучков заряженных частиц

• Автор: Бубляев, Ростислав Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Одиночная трехэлектродная скрещенная линза с одинаковыми прямоугольными отверстиями

1.2. Модификации одиночной скрещенной линзы

1.3. Системы скрещенных линз

1.4. Корректоры геометрических аберраций

1.5. Времяпролетные масс-спектрометры рефлекторного типа с ортогональным вводом ионов

1.6. Постановка задачи

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИКИ ПЕРВОГО ПОРЯДКА СКРЕЩЕННЫХ ЛИНЗ

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Определение кардинальных элементов линзы
2.3. Создание банка данных оптики первого порядка одиночных скрещенных линз
2.4. Приближенный метод расчета параксиальной оптики скрещенных линз
2.5. Системы одиночных скрещенных линз
2.6. Скрещенная линза как тестовая модель для расчёта трехмерных полей
Глава 3. ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ ОДИНОЧНЫХ
СКРЕЩЕННЫХ ЛИНЗ
3.1. Расчётно-экспериментальный метод исследования хроматической аберрации
Глава 4. ИММЕРСИОННЫЕ СКРЕЩЕННЫЕ ЛИНЗЫ
4.1. Экспериментальное исследование иммерсионных скрещенных линз

4.2. Двухэлектродные скрещенные иммерсионные линзы
4.3. Трехэлектродные скрещенные иммерсионные линзы
Глава 5. ТРЕХМЕРНЫЕ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В
ФОКУСИРУЮЩИХ СИСТЕМАХ
5.1. Методика расчета ионно-оптической схемы масс-спектрометра со скрещенными линзами
5.2. Повышение чувствительности масс-спектрометра МХ-1321А
5.3. Экспериментальное исследование корректоров искривления изображения на плоских электродах
5.4. Фокусирующие свойства электростатических линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями
5.5. Пространственно-временные свойства электростатических линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями
Глава 6. ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР
И ОРТОГОНАЛЬНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ИОНОВ

6.1 Модифицированный масс-рефлектрон
6.2 Монополь - как ортогональный ускоритель для времяпролётного анализатора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Современные аналитические приборы, в которых для анализа свойств и структуры веществ используются пучки заряженных частиц - электронов и ионов, в своем составе содержат различные электронно-оптические элементы, создающие фокусировку по координатам и разделение (или фокусировку) по импульсам заряженных частиц. Эти элементы, входящие в общую ионно-оптическую схему спектроаналитического прибора, должны совместно с диспергирующими устройствами обеспечивать транспортировку и фокусировку пучков и, тем самым, чувствительность и разрешающую способность приборов. В качестве транспортирующих элементов используются линзовые системы всех известных типов, однако предпочтение неизменно отдается линзам, которые обладают наибольшими фокусирующими и транспортирующими возможностями при максимальной простоте реализации. Важными дополнительными факторами, определяющими достоинства использования тех или иных линз, являются также возможности уменьшения их хроматических аберраций, особенно в тех случаях, когда эти линзы используются в системах высокого уровня фокусировки.
Постоянно возрастающие требования, предъявляемые современной экспериментальной физикой к приборам и установкам, разрабатываемым для проведения экспериментов, в частности - к масс-спектрометрам, стимулируют создание, разработку методов расчета, изучения характеристик и предложения к практическому использованию все новых классов электронно-оптических элементов, в том числе - новых типов электронных линз и корректоров изображения. К их числу относятся и класс скрещенных линз, и линзы с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями, и корректоры изображения на плоских электродах с треугольными отверстиями.
Скрещенные линзы представляют собой системы параллельных тонких

распределение поля скрещенной линзы: Ф(г)- потенциал на оси, Е2(г) -продольная составляющая напряженности поля на оси.
Рис.2.9 Распределение потенциала Рис.2.10 Распределение
Ф(г) на оси скрещенной линзы. продольной Е2(г) составляющей
напряженности поля.
На рис.2.11 представлен ряд траекторий заряженных частиц в поле линзы. Кривые 1 и 3 соответствуют параллельному пучку, направленному в линзу, кривые 2 и 4 представляют собой траектории, выходящие из источника, расположенного на оси на расстоянии ^ = 18.4 от центра линзы под углами
0.3° и 0.15° соответственно.