DE2807995A1 - Electron spectrometer with two helical electrodes - tuned to same transmission speed and used in tandem - Google Patents
Electron spectrometer with two helical electrodes - tuned to same transmission speed and used in tandemInfo
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Abstract
Description
Zusatzanmeldung Additional registration
Bezeichnung der Erfindung: 'lektronenspektrometer Patentbeschreibung Die Erfindung betrifft ein Elektronenspektrometer unter Verwendung von Ablenkelektroden in Helixform gemäß der Haupterfindung.Title of the invention: Electron spectrometer patent description The invention relates to an electron spectrometer using deflection electrodes in a helix shape according to the main invention.
Im hochfrequenten elektrischen Feld derartiger Elektroden erfolgt eine kegelförmige Aufspreizung des Elektronenstrahls bei Syn,hronismus mit dem Polaritätswechsel benachbarter Windungen der Helix. Zur Pnfnahme des Meßsignals mittels eines Elektronendetektors ist eine Fokussieru.ig des divergenten Strahls zweckmäßig.In the high-frequency electric field of such electrodes takes place a conical spreading of the electron beam in synchronicity with the change of polarity adjacent turns of the helix. For taking the measurement signal by means of an electron detector It is advisable to focus the divergent beam.
In der Haupterfindung wird die Fokussierung u.a. mittels eines elektrostatischen Zylinderspiegels erzielt, welcher hinter der Helix angeordnet und auf die gleiche Transmissionsenergie eingestellt ist. Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fokussierung des divergenten Elektronenstrahls durch die Verwendung von mehreren Helix-Elektroden zu erreichen.In the main invention, the focusing is, among other things, by means of an electrostatic Cylindrical mirror obtained, which is arranged behind the helix and on the same Transmission energy is set. The present additional invention is the Task based on a focusing of the divergent electron beam by the Use of multiple helix electrodes to achieve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei,auf die gleiche Transmissionsgeschwindigkeit abgestimmte Helix-Elektroden in einer Tandemanordnung verwendet werden.This object is achieved in that two, on the same transmission speed, coordinated helix electrodes in a tandem arrangement be used.
In einer Ausführung der Erfindung verläßt der kegelförmig abgelenkte Strahl die Tandemanordnung im Spannungsknoten hinter der ersten Helix und wird im elektrischen Feld im Außenraum der gleichphasig mit der ersten Helix schwingenden zweiten Helix fokussiert. Diese Strahlführung wird als Außenfokussierung bezeichnet.In one embodiment of the invention, the conically deflected leaves Beam the tandem arrangement in the tension node behind the first helix and become in the electric field in the outer space oscillating in phase with the first helix second helix focused. This beam guidance is known as external focusing.
In einer anderen Ausführung der Erfindung verbleibt der Elektronenstrahl innerhalb der Tandemanordnung mit einer kegelförmigen Aufspreizung in der ersten Helix und einer Fokussierung durch das elektrische Feld im Innenraum der gegenphasig zur ersten Helix schwingenden zweiten Helix. Diese Strahlfuhrung wird als Innenfokussierung bezeichnet.In another embodiment of the invention, the electron beam remains within the tandem arrangement with a conical expansion in the first Helix and a focusing by the electric field in the interior of the antiphase to the first helix vibrating second helix. This beam guidance is called internal focusing designated.
Es wird weiter bemerkt, daß mittels der erfindungsgemäßen Tandemanordnung nach dem Prinzip der Haupterfindung auch ein divergenter Strahl erzeugt werden kann. Der Strahl wird im Innen-, respektive Außenraum dann nicht umgelenkt, sondern weiter aufgespreizt, wenn die beiden Helix-Elektroden in Umkehrung der oben beschriebenen Betriebsweise gleichphasig, respektive gegenphasig schwingen. Natürlich divergiert der resonante Elektronenstrahl aber auch nach einer wie oben beschriebenen Fokussierung. Durch einen nachgeschalteten Zylinderspiegel können die kegelförmig divergierenden Elektronenstrahlen fokussiert werden, wie in der Haupterfindung beschrieben.It is further noted that by means of the tandem arrangement according to the invention According to the principle of the main invention, a divergent beam can also be generated. The beam is then not deflected inside or outside, but further spread apart when the two helix electrodes are in reverse of that described above Operating mode oscillate in phase or out of phase. Of course, diverges the resonant electron beam, however, also after focusing as described above. The conically diverging Electron beams are focused as described in the main invention.
Die Resonanz wird in allen beschriebenen Fällen durch Helltastung des Stromes eines zentrisch, nahe dem Fokus angeordneten Elektronendetektors angezeigt.In all the cases described, the resonance is achieved by light-touching of the current of a centric, near the focus arranged electron detector is displayed.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Elektronenauffänger oder -detektor, vorzugsweise hinter einer Lochblende, im Bereich des Spannungsknotens zwischen den Helix-Elektroden der Tandemanordnung in Höhe der Achse angeordnet. Hierdurch wird eine Kontrolle und Ausblendung des nichtresonanten Elektronenstrahls erreicht.In a further embodiment of the invention, an electron collector is used or detector, preferably behind a pinhole, in the area of the voltage node arranged between the helix electrodes of the tandem arrangement at the level of the axis. This enables the non-resonant electron beam to be checked and masked out achieved.
In einer Ausführung der erfindungsgemäßen Tandemanordnung besitzen die beiden Helix-Elektroden gleiche Durchmesser. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau.Have in one embodiment of the tandem arrangement according to the invention the two helix electrodes have the same diameter. This results in a special simple construction.
Zwecks günstiger Strahlführung wird in einer anderen Ausführung der Erfindung eine Tandemanordnung mit gestuftem Durchmesser der beiden Helix-Elektroden verwendet.For the purpose of favorable beam guidance, the Invention of a tandem arrangement with a stepped diameter of the two helix electrodes used.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Helix-Elektroden der Tandemanordnung aus einem Stück gefertigt, vorzugsweise mit ringförmig geschlossenen Endteilen und einem ringförmig geschlossenem Mittelteil zwischen den z.B. eingedrehten beiden Helix-Elektroden. Die Ringe definieren durch ihre Kurzschlußeigenschaft die jeweiligen Spannungsknoten des Hochfrequenzfeldes.In a further embodiment of the invention, the two helix electrodes are the tandem arrangement made in one piece, preferably with a closed ring End parts and a ring-shaped closed middle part between the e.g. two helix electrodes. The rings define the by their short-circuit properties respective voltage nodes of the high-frequency field.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung nimmt das ringförmige Mittelteil der Tandemanordnung die Halterung und gegebenenfalls die elektrischen Durchführungen für den oben genannten Elektronendetektor oder -auffänger auf.In a further embodiment of the invention, the annular central part takes the tandem arrangement, the bracket and, if applicable, the electrical feedthroughs for the electron detector or collector mentioned above.
Für die oben beschriebene, erfindungsgemäße Ablenkung des resonanten Elektronenstrahls im Außenraum der Tandemanordnung ist das ringförmige Mittelteil mit einem Ringspalt versehen.For the above-described, inventive deflection of the resonant The ring-shaped central part is the electron beam in the outer space of the tandem arrangement provided with an annular gap.
Zwecks optimaler Fokussierung werden die beiden Helix-Elektroden in der Tandemanordnung erfindungsgemäß mit unabhängig regelbaren Hochfrequenzspannungen, jedoch phasengerecht hinsichtlich der Transmission resonanter Elektronen, gespeist.For optimal focusing, the two helix electrodes are placed in the tandem arrangement according to the invention with independently controllable high-frequency voltages, but in phase with regard to the transmission of resonant electrons, fed.
Insbesondere für die beschriebene Innenfokussierung können die beiden Helix-Elektroden in einer anderen Ausführung der Erfindung jedoch auch gegenphasig frei schwingen, so daß nur eine Spannungszuführung, wahlweise an der vorderen oder hinteren Helix, notwendig ist.In particular for the internal focusing described, the two In another embodiment of the invention, however, helix electrodes are also in phase opposition swing freely, so that only one voltage supply, optionally on the front or posterior helix, is necessary.
Die Tandemanordnung der Helix-Elektroden wird insbesondere bei Anwendung der beschriebenen Außenfokussierung in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung koachsial von einer Zylinderelektrode mit einstellbarer Gleichspannung umschlossen. Hierdurch ist eine weitere Einstellmöglichkeit für die Fokussierung gegeben.The tandem arrangement of the helix electrodes is particularly useful when using the described external focusing in a further embodiment of the invention Coaxially enclosed by a cylinder electrode with adjustable DC voltage. This provides a further setting option for the focusing.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit je einer Tandemanordnung für Außen-bzw. Innenfokussierung sind in den Zeichnungen dargestellt. Wie im unteren Teil der Zeichnungen gezeigt, schwingen die Helix-Elektroden im ersten Fall gleichphasip, im zweiten Fall gegenphasig. Die resonanten Elektronen unterliegen nacheinander zwei pulsierenden Gleichfeldern, deren Stärke durch die Spannungsdiff-erenz (Abstand zwischen voll und punktiert gezeichnetem Kurventeil) gegeben ist.Two embodiments of the invention, each with a tandem arrangement for outside or. Inner focusing are shown in the drawings. As in the lower one Part of the drawings shown, the helix electrodes oscillate in phase in the first case, in the second case out of phase. The resonant electrons succumb to one another two pulsating constant fields, the strength of which is determined by the voltage difference (distance between full and dotted curve part) is given.
In beiden Fällen tritt der Elektronenstrahl achsial durch den vorderen, feldfreien Ringteil 1 in die vordere Helix 2 der Tandemanordnung ein, wo er im Resonanzfall kegelförmigaufgespreizt wird. In Figur 1 tritt der Strahl durch einen Ringspalt im mittleren, feldfreien Ringteil 3 in den Außenraum der hinteren Helix 4, der durch den Zylinder 8 begrenzt wird, ein und verläßt die Tandemanordnung im feldfreien Außenraum des hinteren Ringteils 5 mit einer Fokussierung auf den Detektor 6. In der Figur 2 tritt der Strahl hingegen in den Innenraum der hinteren Helix 4 ein und verläßt die Tandemanordnung im feldfreien Innenraum des hinteren Ringteils 5 ebenfalls mit einer Fokussierung auf den Detektor 6. In beiden Fällen wird der nichtresonante Strahl durch den zentrisch innerhalb des mittleren Ringteils 3 angeordneten Elektronenauffänger oder -detektor 7 ausgeblendet.In both cases the electron beam passes axially through the front, field-free ring part 1 in the front helix 2 of the tandem arrangement, where it is in the case of resonance is spread conically. In Figure 1, the jet passes through an annular gap in the middle, field-free ring part 3 in the outer space of the rear helix 4, which passes through the cylinder 8 is limited, and leaves the tandem arrangement in the field-free Outer space of the rear ring part 5 with a focus on the detector 6. In In contrast, in FIG. 2 the beam enters the interior of the rear helix 4 and leaves the tandem arrangement in the field-free interior of the rear ring part 5 also with a focus on the detector 6. In both cases the non-resonant Beam through the electron collector arranged centrally within the middle ring part 3 or detector 7 hidden.
Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Zum Beispiel können auch mehr als zwei Helix-Elektroden mit wechselnder Strahlführung, wie oben beschrieben, hintereinander angeordnet werden. Insbesondere ist auf diese Weise auch ein Strahlaustritt in Achsrichtung und ein günstiger Betrieb als Elektronen-Monochromator möglich, gegebenenfalls unter Verwendung zusätzlicher, bekannter El ektronenl i nsen.The invention is not restricted to these exemplary embodiments. For example, more than two helix electrodes with alternating beam guidance, as described above, can be arranged one behind the other. In particular, is on this Way also a beam exit in the axial direction and a favorable operation as an electron monochromator possible, if necessary using additional, known El ektronenl i nsen.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782807995 DE2807995A1 (en) | 1978-02-23 | 1978-02-23 | Electron spectrometer with two helical electrodes - tuned to same transmission speed and used in tandem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782807995 DE2807995A1 (en) | 1978-02-23 | 1978-02-23 | Electron spectrometer with two helical electrodes - tuned to same transmission speed and used in tandem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2807995A1 true DE2807995A1 (en) | 1979-08-30 |
Family
ID=6032854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782807995 Pending DE2807995A1 (en) | 1978-02-23 | 1978-02-23 | Electron spectrometer with two helical electrodes - tuned to same transmission speed and used in tandem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2807995A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1946352A4 (en) * | 2005-11-01 | 2010-10-13 | Univ Colorado | MULTICHANNEL ENERGY ANALYZER FOR CHARGED PARTICLES |
-
1978
- 1978-02-23 DE DE19782807995 patent/DE2807995A1/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1946352A4 (en) * | 2005-11-01 | 2010-10-13 | Univ Colorado | MULTICHANNEL ENERGY ANALYZER FOR CHARGED PARTICLES |
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