181245. lajstromszámú szabadalom • Berendezés ionnyalábok elektrosztatikus mozgatására
3 181245 4 lószínűsége van egy újabb ütközésnek, s így újabb töltéspár keletkezésének. Az ionizációval keletkező lassú ionok alig rontják ezt a képet, mert a felgyorsított, hozzájuk képest az ionforrásból nagy energiával kilépő nyalábból rendszerint kiszóródnak. Az előbbiek szerint kompenzált nyaláb csak addig kezelhető, ameddig az elektronokat fogvatartja. Ha a nyaláb haladásra merőleges eltérítő tereket alkalmazunk, akkor ügyelni kell arra, hogy ez az eltérítés az elektronokra is hat. Ennek következtében - ha a gyorsításból származó kinetikus energiájuk meghaladja a potenciálvölgy mélységét — a nyalábból megszöknek és így a kompenzáló erők megszűntével az ionnyaláb rövid út megtétele után feltágul, szétrobban. Az ionnyalábban létrejövő potenciálgödör mélysége az ionok energiájának, fajtájának, az ütközéssel ionizálandó gáz fajtájának, azaz a folyamatban részt vevő részecskék tömegének. A potenciálgödör alakja, mélysége matematikai modellekkel számítható. Legkisebb a mélység egy protonnyalábnál s növekszik az ionok tömegével, azonos maradékgázt feltételezve. Más szóval ez azt jelenti, hogy azonos potenciálgödör nehezebb ionok kisebb intenzitású nyalábjainál is előállhat. Az általános gyakorlatban előforduló 20-30 keV energiájú, 1-100 mA intenzitású ionnyaláboknál a potenciálgödör 1-2 kV mélységű. Mivel az eltérítő feszültségek - ugyancsak az általános gyakorlat szerint - ezt az értéket csúcsban jóval meghaladják (10 kV), érhető, miért nem használható az elektrosztatikus eltérítés intenzív ionnyalábok sepertetésére. E nehézségek kiküszöbölése végett az alábbi megoldások ismeretesek. Mivel homogén módon kiterített ionnyalábokra a gyakorlatban szükség van a kérdést úgy kerülik meg, hogy nem a nyalábot, hanem a céltárgyat mozgatják. Ez azonban igen súlyos problémákat vet fel. Azonos inhomogenitás (1-2%) elérésére (mely az elektrosztatikus eltérítésnél, ha nem is könnyű, de viszonylag egyszerű feladat) rendkívüli pontossággal előállított forgó és lineáris mozgásokat kombináló, az ionnyaláb intenzitásától függően számítógéppel vezérelt berendezéseket készítenek. Ennek a rendszernek van előnye is, a gazdasági és műszaki okok miatt nagyméretű szerkezetben egyidőben több céltárgy is elhelyezhető, a hőterhelés ezek között megoszlik. Ugyan az hátrány is: gazdaságosan csak nagyobb számú minta egyidejű megmunkálásakor használható. Másik megoldás, hogy az eltérítő lemezpárok előtt és után - a tulajdonképpen földpotenciálon levő nyalábhoz képest - negatív potenciálra kötött appertúrákat, nyílásokat helyeznek el. Ezek taszítják a mozgékony elektronokat és így többé kevésbé kompenzálják a lemezpárok kiszóró hatását. A rendszernek bonyolult adalékos fókuszáló hatásai vannak. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt nehézségek kiküszöbölése és olyan eljárás kialakítása, mely megakadályozza az elektronok kilépését az ionnyalábból és ezáltal az ionnyaláb együtt-tartását biztosítja. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően az ionnyaláb olyan elektrosztatikus mozgatásában jelölhetjük meg, mely az ionnyaláb együtttartását biztosítja. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a lemezpárokra olyan feszültséget kapcsolunk, melynek időbeli lefutása és nagysága megfelel az elérni kívánt kitérésnek, és ha ez a feszültség a tértöltést kompenzáló elektronok visszatartására mindig elegendően negativ, akkor az ionnyaláb együtt-tartása biztosított. A találmány lényege az, hogy az eltérő lemezpárokra olyan feszültséget kapcsolunk, amelynek időbeli lefutása és nagysága megfelel az ionnyaláb elérni kívánt ki térítésének, de az alkalmazott eltérítő feszültség mindig elegendően negatív ahhoz, hogy a tértöltést kompenzáló elektronokat visszatartsuk és ezáltal az ionnyaláb feltágulását megakadályozzuk. A találmány szerinti berendezés abban van, hogy a nagyfeszültségű erősítőnek jelváltó és összegző részegysége, valamint a jelváltó és összegző részegység egy-egy kimenetére két ágban láncbakapcsolt optócsatolója, végerősítője és földelt munkaellenállása van. A két végerősítő kimenete és a jelváltó és öszszegző egység egy-egy bemenete között egy-egy kompenzált osztója van. A nagyfeszültségű erősítő két kimenetét, a két végerősítő kímenete képezi. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti berendezés néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés tömbvázlata; a 2. ábra a találmány szerinti vezérlő egység egy példakénti kiviteli alakja; a 3. ábra a találmány szerinti nagyfeszültségű tápforrás egy példakénti kiviteli alakja; a 4. ábra a találmány szerinti nagyfeszültségű erősítő egy példakénti kiviteli alakja; az 5. ábra a találmány szerinti negatív polaritású nagyfeszültségű tápegység egy példakénti kiviteli alakja; a 6. ábra a találmány szerinti eltérítő egység, kiviteli alakja. A rajzon azonos hivatkozási jelekkel jelöltük az egyes vezetékeket azok bemenetelt és kimeneteit, továbbá a rajtuk terjedő jeleket. Az 1. ábra a berendezés tömbvázlatát mutatja, melyen a vezérlő 11 egység, és a nagyfeszültségű 12 egység láncba van kapcsolva és a nagyfeszültségű 12 egység két c, d kimenete az eltérítő 13 lemezpárra csatlakozik. A vezérlő 11 egység és a nagyfeszültségű 12 tápforrás táplálását a váltófeszültségű 31 tápforrás biztosítja. A vezérlő 11 egység és a nagyfeszültségű 12 egység együttes működése biztosítja az eltérítő 13 lemezpárok segítségével az ionnyaláb megfelelő helyzetbehozását és az ionnyaláb időben egyenlő sebességű mozgatását. A vezérlő 11 egység kétféle kis amplitúdójú vezérlő jelet állít elő. Az első vezérlő á jel amplitúdója az idő függvényében nem változik, vagyis ez biztosítja az alapeltérítést. A második vezérlő b jel amplitúdója az idő függvényében állandó sebességgel változik (sepertetés). A vezérlő 11 egység áramköreit a 31 tápforrás látja el tápfeszültségekkel. A nagyfeszültségű 12 egy-5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
