173743. lajstromszámú szabadalom • Kvadrupol elektrolencse és többcélú tizenkétpólusú elektronlencse
3 173743 4 Ismeretesek az elektronoptikai leképező rendszerekben fellépő harmadrendű képhibák korrigálására szolgáló nyolcpólusú oktopol-lencsék is, amelyek azonban széles elektronnyalábok alkalmazása esetén az ötödrendű képhibák fellépése miatt nem kielégitoek. Az ötödrendű képhibák kompenzálására tizenkét elektródából, illetve mágneses pólusból álló dodekapollencsét alkalmaznak, amelynek szomszédos elektródáira váltakozva +W, illetve -W potenciált kell helyezni. Ezek a lencsék csak az oktopol-lencsét kiegészítő elemként használhatók, mivel sem fókuszáló, sem pedig a harmadrendű hibákat kompenzáló hatásuk nincsen. A jelen találmány célja a fentemlített hátrányok kiküszöbölése és olyan, egyszerű technológiával, olcsón előállítható elektronlencsék szolgáltatása, amelyek közül a találmány szerinti kvadrupollencse valamennyi ismert megoldásnál jobban megközelíti az ideális kvadrupollencsét és ezzel az elektronsugaras berendezések, illetve a kvadrupol-tömegspektrométerek működési hatásfokát növeli, a torzulásokat csökkenti, s amelyek közül a találmány szerinti többcélú tizenkétpólusú elektronlencse a harmad- és ötödrendű hibák egyidejű kompenzálására is alkalmas fókuszáló eszközként hasznosítható. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a találmány tárgyát képező elektronlencsék potenciáleloszlását nemcsak különböző előjelű, azonos értékű potenciálú elektródákkal, illetve mágneses pólusokkal, hanem ezek több részre osztásával és különböző megfelelő nagyságú potenciálra helyezésével is meg lehet közelíteni. A megközelítés annál jobb lehet, minél több elektródát, illetve pólust alkalmazunk, de már akkor is nagyon jó eredményt érünk el, ha a munkatér körül tizenkét elektródát, illetve pólust rendezünk el. A találmány szerinti kvadrupol elektromos vagy mágneses elektronlencse lényege, hogy a munkatér körül legalább tizenkét, vagy a tizenkettőt négyesével növelt számú, a munkatér hossztengelyével párhuzamos alkotójú, egymástól térközzel elválasztott olyan elektróda, illetve mágneses pólus van elrendezve, amelyek közül minden egymással szemben levő elektróda-, illetve póluspár egymással azonos potenciálú és van két-két szemben levő elektróda-, illetve póluspár irányába mutató, a munkatér tengelyén átmenő, egymásra merőleges pontosan két olyan fősík, amelyek bármelyikéhez képest a szimmetrikusan elhelyezett elektródák, illetve pólusok párosával azonos potenciálúak és a két fősík irányába eső elektróda-, illetve póluspárok a munkatér tengelypotenciáljához képest azonos abszolút értékű, de elektróda-, illetve póluspáronként ellentétes előjelű alappotenciálon vannak, a két fősík által határolt térnegyedekben pedig a közbeeső elektródák, illetve pólusok potenciálja a fősíkok felől a közöttük levő felezősíkokig azonos előjelűek és a cos 2a függvény szerint csökkenő abszolút értékűek, ahol a a szóban forgó elektróda, illetve pólus középvonala és a témegyedet határoló egyik fősík, mint a polárkoordinátarendszer kezdősíkja (x) által bezárt szög. így a találmány az ideális kvadrupol lencse megközelítésére szolgáló egyik kiviteli alakjának tizenkét elektródája, illetve pólusa van és a fősíkok közé eső két-két közbenső elektróda, illetve pólus potenciáljának értéke a vele szomszédos alappotenciál fele. A kvadrupol lencse megközelítésére szolgáló egy másik kiviteli alaknak tizenhat elektródája, illetve pólusa van és a fősíkok közé eső, az alappotenciálú elektródával, illetve pólussal szomszédos elektródák, illetve pólusok potenciálja az alappotenciálnak mintegy 0,7-szeres, míg a közbenső elektródák, illetve pólusok potenciálja a tengely potenciállal egyenlő. A kvadrupol lencse megközelítésére szolgáló egy harmadik kiviteli alaknak húsz elektródája, illetőleg pólusa van és a fősíkok közé eső négy-négy közbenső elektróda, ületve pólus potenciálja a pozitív, illetve negatív alappotenciáltól távolodva ennek mintegy 0,8, illetve mintegy 0,3-szorosa. A találmány szerinti többcélú tizenkét pólusú elektronlencse a munkatér hossztengelyével párhuzamos alkotójú, egymással térközzel elválasztott olyan elektródákból, illetve mágneses pólusokból áll, amelyek közül minden egymással szemben levő elektróda-, illetve póluspár egymással azonos potenciálú és lényege, hogy van két-két szemben levő elektróda-, illetve póluspár irányába mutató, a munkatér tengelyén átmenő, egymásra merőleges pontosan két olyan fősík, amelyek bármelyikéhez képest a szimmetrikusan elhelyezett elektródák, illetve pólusok párosával azonos potenciálúak és az egyik fősík irányában levő elektróda-, illetve póluspár potenciálja a kvadrupol, oktopol és dodekapol pozitív alappotenciálok összege a másik fősík irányában levő elektróda, illetve póluspár potenciálja a negatív kvadrupol, pozitív oktopol és negatív dodekapol alappotenciálok összege, a fősíkok között levő elektródák, illetve pólusok potenciáljai pedig a negatív oktopol alappotenciállal arányos potenciál és a váltakozó előjelű dodekapol alappotenciál összegei. Az elektródák, illetve pólusok bármely kiviteli alakban lehetnek egy vagy több, a munkatér tengelyével koncentrikus henger palástszeletei, vagy lehetnek a hengeres munkatér sugarára merőleges síklemezek stb. Végül a találmánynak, mint elektromos elektronlencsének olyan kiviteli alakja is lehet, amelynél az elektródák körül az elektródák átlagos potenciálján levő külön burkoló elektróda is el van rendezve. A következőkben a találmányunkat annak néhány példaképpeni kiviteli alakjával kapcsolatosan a csatolt rajzokra való hivatkozással világítjuk meg részletesebben. Az 1. ábra egy tizenkét elektródájú kvadrupol lencse, valamint a többcélú tizenkét elektródájú elektronlencse metszetben ábrázolt elrendezési vázlata, a 2. ábra pedig egy olyan elektromos lencse metszetben ábrázolt elrendezési vázlata, amelyet egy burkoló elektróda is körülvesz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
