Электронно-оптические элементы на плоских электродах для масс-спектрометрических систем и систем транспортировки пучков заряженных частиц тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

БУБЛЯЕВ Ростислав Анатольевич

ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ПЛОСКИХ ЭЛЕКТРОДАХ ДЛЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКЙХ СИСТЕМ И СИСТЕМ ТРАНСПОРТИРОВКИ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ

ЧАСТИЦ

01 04 01 - ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

□03070364

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2007

003070364

Работа выполнена п Институте аналитическою приборостроения РАН

Научный руководи I ель:

кандидат фичико-млсмашческнх наук,

старший научный соIрудник Краснов Николаи Васильевич

Официальные оппонепты:

доктор физико-математических наук,

профессор Галль Лидия Николаевна

кандидат физико-математических наук,

старший научный сотрудник Басалаев Алексей Алексеевич

Ведущая организация: Санкт-Петербургский Государственный Г 1олитехническии Университет

Защита состоится «31» мая 2007 1. в 11-00 часов па заседании диссертационного совета Д 002.034.01 при Институте аналитического приборос1роснин РАИ но адресу. 190103, Санкт-Петербург, пр. Рижский, д. 26

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института аналитического приборостроения РАН

Автореферат разослан « 28 » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук ' А П Щербаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Современные спектроанаитические приборы, в которых для анализа свойств и структуры веществ используются пучки заряженных частиц -эпектронов 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 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, обладающим наибольшими , фокусирующими и транспортирующими возможностями при максимальной простоте реализации Важными дополнительными факторами, определяющими достоинства использования тех или иных линзовых систем, являются также возможности уменьшения аберрации электронно-оптических линз, особенно в тех случаях, когда эти линзы используются в оптических 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 Одним из таких классов является класс скрещенных линз Однако, поскольку поля скрещенных линз и других оптических систем, исследованных в работе, существенно трехмерны, а численные расчеты с помощью пакетов программ, претендующих на расчет трехмерных полей, не дают достаточной точности и хорошего совпадения с экспериментом, то очевидно, что для успешного применения трехмерных систем необходимо провести экспериментальное исследование их оптических характеристик

Новые возможности в повышении характеристик спектроаналитических приборов, создаваемые электронно-оптическими системами с прямоугольными отверстиями и корректорами на плоских электродах, определяют актуальность данной работы.

Цель работы.

Целью диссертационной работы явилось

- широкое экспериментальное и теоретическое исследование оптических и времяпролетных свойств различных типов электронно-оптических систем на плоских электродах с прямоугольными отверстиями, а также корректоров аберраций на плоскопараллельных электродах,

- разработка на основе полученных экспериментальных данных аппроксимирующих формул для проведения экспресс-расчетов систем

Ч V

»

транспортировки пучков заряженных частиц,

- проектирование схемы статического масс-спектрометра с двойной фокусировкой, содержащей дублет из скрещенных линз, который оптимизируем условия пучка иоиоп, 1см самым повышая чувстгнпельпость прибора,

повышение чувствительности и разрешающей способности времяпролетного масс-спектрометра с помощью линзы с одинаково ориентированными прямоугольными огверс. I иями, установленной в бесполевое пространство анализатора,

- разработка новой схемы времяпролегпот масс-анализатора и устройства ортогонального ввода ионов,

Научная повнзна работы.

Впервые в настоящей работе исследована хроматическая аберрация одиночной скрещенной линзы Коэффициент хроматической аберрации представлен в виде полинома по степеням обратного увеличения Полиномиальные коэффициенты определены в широком диапазоне изменения возбуждения линзы

Впервые экспериментально определены кардинальные элементы иммерсионной скрещенной линзы в широком диапазоне изменения электрических параметров Показано, что при значительных возбуждениях линзы происходит поворот линейного изображения точечного источника на 90°, а трехэлектродная иммерсионная скрещенная линза может создавать стигматичное изображение

Впервые определены характеристики первого порядка линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями

Впервые предложена схема времяпролетного масс-спектрометра, обобщающего масс-рефлектрон Мамырина БД и имеющего фокусировку третьего порядка ионных пакетов по энергии

Впервые рассчитан ортогональный ускоритель, уменьшающий время разворота ионов и повышающий, тем самым, разрешение времяпролетного масс-спектрометра

Практическая значимость работы

В работе проведено эксперименгальное исследование оптических свойств различных типов скрещенных линз в широком диапазоне изменения их геометрических и электрических параметров, а также корректоров изображения на плоских электродах На основе полученных данных для одиночных скрещенных линз и дублетов линз построены аппроксимирующие формулы, описывающие свойства первого порядка, что значительно облегчает расчет и проектирование систем, использующих эти линзы

Дублет скрещенных линз, установленный в масс-спектрометре с двойной фокусировкой, позволил повысить чувствительность прибора в несколько раз

Одиночная линза с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями, установленная в пролетном пространстве времяпролетного масс-спектрометра, позволила повысить разрешение и чувствительность прибора на 20-30 %

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Аппроксимирующие формулы для расчета оптических свойств первого порядка одиночных скрещенных линз и систем из них

2 Результаты экспериментального исследования свойств первого порядка иммерсионных скрещенных линз и дублетов из них

3 Определение коэффициентов хроматической аберрации одиночной скрещенной линзы

4 Проектирование и расчет оптической схемы масс-спектрометра с дублетом скрещенных линз

5 Результаты экспериментального исследования корректоров искривления изображения

6 Результаты исследования фокусирующих и пространственно-временных свойств линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями

7 Новая схема времяпролетного масс-спектрометра, обладающего фокусировкой по энергии третьего порядка

8 Ортогональный ускоритель ионов, увеличивающий разрешение времяпролетного масс-спектрометра в два раза

Апробация работы:

Материалы диссертации докладывались на IX, XI Всесоюзных семинарах по методам расчета электронно-оптических систем (Ташкент, 1988 г, Алма-Ата, 1992), на Шестом Всероссийском семинаре по проблемам теоретической и прикладной электронной и ионной оптики (Москва, 2003 г )

Публикации:

По материалам диссертации опубликовано 13 работ, включая 1 патент Российской Федерации Список работ приведен в конце автореферата

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения Она содержит 132 страницы, в том числе 65 рисунков, 5 таблиц и список литературы, включающий 63 наименования

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформирована цель работы, обсуждены новизна и практическая значимость работы, приведены основные положения, выносимые на защиту

Глава 1 носит обзорный характер Она посвящена обзору имеющихся в литературе новых экспериментальных и теоретических работ по скрещенным линзам, ЭОС на их основе и корректорам аберраций, разработанных на основе плоских электродов, перпендикулярных оси, а также времяпролетным масс-спектрометрам рефлекторного типа с ортогональным вводом ионов В конце обзора сформулирована постановка задачи

В § 1.1 рассматриваются некоторые типы одиночных скрещенных линз с прямоугольными отверстиями Скрещенные линзы представляют собой набор

плоскопараллельных иласнш с соосно расположенными отверсшями, имеющими две плоскости симметрии Размеры отверстий в двух взаимно перпендикулярных направлениях различны, и в соседних пластинах отверстия повернуты дру! ошосшельно друга на 90° Одиночная фехэлсктродная скрещенная линза собирает пучок в одной плоскости и рассеивает в другой Ее огпическая сила существенно выше, чем у цилиндрической и осесиммстричнои линз и уступает лишь квадрупольной линзе, причем скрещенная линза вьподно отличается oi последней иросююн копсфукцип Поля скрещенных лнш существенно трехмерны, что служит основным препятствием для их расчета Поэтому электронно-оптические характеристики таких линз исследовались в основном экспериментально на электронно-оптической скамье Меняя геометрию скрещенной линзы или режим ее работы, можно существенным образом влиять на ее сферическую аберрацию, обращая ее коэффициент в нуль 1 или отрицательную величину, что позволяет использовать ее в качестве корректора сферической аберрации в сочетании с другими литиами, сферическая аберрация которых положительна

В § 1.2 рассматривается влияние формы отверстий в электродах на электронно-оптические свойства трехэлектродной одиночной линзы Было проведено сравнение оптической силы и коэффициентов С1х, С2г сферической аберрации линзы с прямоугольными и криволинейными вырезами Как показали измерения, при одинаковых значениях отношения сторон вырезов оптическая сила первой линзы больше, чем второй Аберрационные свойства в средних плоскостях обоих линз близки Если потенциал среднего электрода выше потенциалов крайних, и в той и в другой линзе коэффициент ( растет с увеличением расстояния между электродами и при определенных условиях обращается в нуль Следовательно, меняя это расстояние можно получить С,, =0 для различных положении изображения

В § 1.3 рассматриваются пяти- и шести электродные дублеты скрещенных линз, которые концентрируют пучок в целом и позволяют создать стигматичное изображение или сформировать пучок с регулируемым астигматизмом Пятиэлектродный дублет несколько проще конструктивно, однако шестиэлектродный обладает рядом более существенных преимуществ Шестиэлектродный дублет допускает однополярное питание входящих в него линз Он обладает t большей оптической силой, чем пятиэлектродный Шестиэлектродный дублет дает возможность более полной компенсации сферической аберрации В пятиэлектродном дублете только одна из входящих в него линз может обладать отрицательным коэффициентом сферической аберрации в средней плоскости В шестиэлектродном дублете при определенном условии одна линза может обладать отрицательной сферической аберрацией в плоскости xOz, другая - в плоскости yOz Таким образом, в обеих средних плоскостях можно добиться если не полной компенсации, ю во всяком случае существенного уменьшения сферической аберрации

В § 1.4 рассматриваются различные типы корректоров геометрических аберраций, созданных на основе плоских электродов Электронно-оптические

свойства плоского электрода с отверстием определяются в основном степенью симметрии отверстия Плоский электрод с отверстием, обладающим N плоскостями симметрии, корректирует аберрации порядка (N-1) Копирующею корректоры на плоских электродах хорошо сочетаются с различными типами линз и расширяют их функциональные возможности

В § 1 5 рассматривается различные конструкции времяпролетных масс-спектрометров рефлекторного типа и ортогональный способ ввода ионов в масс-анализатор В выводах к данному параграфу отмечается, что не смотря на то, что с введением метода ортогонального ускорения и достижением основных параметров во времяпролетных приборах масс-анализаторы и стали удовлетворять основным требованиям к премяпролетным масс-спектрометрам, однако, остаются еще возможности для улучшения как ортогонального ускорителя, так и самого масс-анализатора

В § 1.6 сформулирована постановка задачи:

-широкое экспериментальное исследование ' оптических свойств различных типов скрещенных линз и систем из них, а также корректоров аберрации на плоскопараллельных электродах,

-разработка на основе полученных экспериментальных данных аппроксимирующих формул для проведения экспресс расчетов систем транспортировки пучков заряженных частиц,

-проектирование схемы статического масс-спектрометра с двойной фокусировкой, содержащей дублет из скрещенных линз, который оптимизирует условия пучка ионов, повышая тем самым чувствительность прибора,

-экспериментальное исследование корректоров изображения на основе плоских электродов с треугольными отверстиями,

-расчетное исследование фокусирующих и пространственно-временных свойств линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями и повышение на их основе чувствительности и разрешения времяпролетного масс-спектрометра рефлектронного типа,

-расчет времяпролетного масс-анализатора с фокусировкой по энергии третьего порядка,

-разработка ортогонального ускорителя ионов, уменьшающего время разворота и повышающего, тем самым, разрешение масс-спектрометра,

Глава 2 посвящена экспериментальному, аналитическому и численному исследованиям электронно-оптических свойств первого порядка одиночных скрещенных линз

В § 2.1 описывается экспериментальная установка - электронно-оптическая скамья, представлявшая собой вакуумную камеру цилиндрической формы, на одном торце которой расположена электронная пушка, на другом -люминесцентный экран Между экраном и пушкрй располагаются экранная и катодная сетки и исследуемая электронно-оптическая система

В § 2.2 излагается теневой метод получения оптических характеристик Измеряя на экране теневое изображение ячеек экранной и катодной сеток, и зная геометрические параметры оптической схемы, по формулам

>

параксиальной оптики рассчитываются оптические параметры исследуемой линзы - метод двух сеток

В § 2.3 описывается экспериментальное исследование, проведенное на электронно-оптической скамье теневым методом, фокусных расстяпии одиночных скрещенных линз в большом диапазоне изменения их геометрических и электрических параметров Делается вывод, что в области исследуемых элсюрических параметров для типичных вариантов скрещенных линз главные плоскости практически совпадают с их 1еометрическим центром Поэтому для расчета оптических свопов первого порядка таких лит дооатчно ¡паи, тлько фокусные расстипия в собирающей и рассеивающей плоскостях

В § 2.4 рассматривается вопрос приближенного метода расчета параксиальной оптики скрещенных линз и систем из них Поскольку среди астигматичных линз по своим свойствам наиболее близки к скрещенным квадрупольные, экспериментально найденные фокусные расстояния исследуемых линз аппроксимируются формулами, близкими по своей структуре к формулам, выведенным для квадруполей в приближении тонкой линзы Формулы для фокусных расстояний тонкой скрещенной линзы записываются в виде

р ~1 Л,/,(Ф2-Ф,)

где Ф/ - потенциал на крайних электродах, Ф2 - потенциал на среднем электроде, а - полувысота прямоугольного отверстия, Ь - полуширина прямоугольного отверстия, К2 - параметр, зависящий от геометрии линзы, £ -эффективная длина линзы Значение констант приведено в таблице 1

Таблица 1

Значения коэффициентов в аппроксимирующих формулах

У2Ь Собирающая плоскость Рассеивающая плоскость

К А/ /2Ь К ь / /2Ь А'; А £/ ' /2Ъ

"^скоряюшнп потенциал Ф;

1 00 0 035 4 00 0 14 0 250 0 50 0 125

2 0 0 75 0 046 3 70 0 17 0 135 1 12 0 15

0 50 0 072 2 85 0 21 0 182 1 03 0 19

0 25 0 1 10 2 32 0 25 0 255 0 9- 0 25

1 0 0 061 3 13 0 19 10 0 0 020 0 20

3 0 0 ~5 0 50 0 0"0 0 006 3 35 2 92 0 23 0 28 1 60 3 10 0 150 0 088 0 24 0 27

0 25 0 139 2 16 0 30 3 "5 0 080 0 30

4 0 0 25 0 150 2 22 0 33 0 35 1 05 0 36

Замедляющий потенциал ф.

1 00 2 90 0 055 0 16 0 02 "^5 4 95 0 135

2 0 0 ~5 4 00 0 046 0 18 0 029 5 50 0 160

0 50 б 00 0 03 6 0 22 0 043 4 55 0 195

0 25 23 0 О ОН 0 25 0 095 2 60 0 245

1 0 4 40 0 04 5 0 20 0 03 0 5 80 0 1~5

3 О 0 75 0 50 4 42 5 95 0 050 0 04 2 0 22 0 25 0 03 1 0 042 6 35 3 50 0 195 0 230

0 25 ~ 65 0 03 в 0 29 0 062 4 2 1 0 260

-1 О 0 25 8 53 0 03 6 0 30 0 114 2 Э2 0 320

Данными, приведенными в таблице 1, можно пользоваться для расчета не только отдельных скрещенных линз, но и систем из них Формулы, по которым можно рассчитывать астигматичные дублеты тонких линз, следующие

(5 + /' Х'^ + /' + £?)

Здесь Р - расстояние от предмета до центра первой линзы дублета, () -расстояние от центра второй линзы до изображения, 5 - расстояние между центрами линз Определив из (2) фокусные расстояния // и/2 по формулам (1) нетрудно найти потенциалы на электродах

Погрешность аппроксимации в случае одиночных скрещенных линз составляет 2 — 10%, в случае дублета - 10 - 15%

В § 2.3 рассматривается возможность создания специализированной программы для расчета скрещенных линз, основанной на пакете программ "РО^ОЫ-З"

Результаты численного расчета скрещенных линз сравнивались с экспериментальными данными, полученными на электронно-оптической скамье, В итоге была создана программа, позволяющая удовлетворительно расчитывать поля и траектории частиц во всем пространстве линзы в собирающей плоскости при ускоряющем потенциале на среднем электроде

Глава 3 посвящена экспериментальному исследованию хроматической аберрации одиночной скрещенной линзы

Хроматическое размытие изображения для точечного предмета, лежащего на оси в собирающей плоскости скрещенной линзы, описывается следующим выражением

ДФ

Лх- = -Д1Сх0--3

0 Ф

где М - линейное увеличение линзы, С - коэффициент отверстной хроматической ошибки, х0 - тангенс угла наклона траектории на входе в линзу, Ф - ускоряющее напряжение, АФ - разброс энергии заряженных частиц

Коэффициент С зависит от двух параметров - возбуждения линзы и положения предмета Его можно представить в виде полинома по степеням обратного увеличения М' , в котором коэффициенты уже не зависят от положения предмета и определяются только полем линзы

С = С0 + С, (- Л/) ' + С, (- М)2 4

Таким образом, при заданном возбуждении линзы знание трех коэффициентов С<„ С|, Ст позволяет определить коэффициент хроматической аберрации С для любого увеличения и, следовательно, любого положения предмета

Экспериментально на электронно-оптической скамье путем обработки теневого изображения по формуле

С = 5,

М" с!Ф

полученной из выражения (3), может быть определен суммарный коэффициент хроматической аберрации С Коэффициент Со определяется формулой

С.=- Ф-^ 6,

с!Ф

а для тонкой симметричной линзы |

с; = с, 7

При заданном положении предмета экспериментально измерялось положение изображения и увеличение М при различных во Суждениях линзы Ф2 Экспериментально находилась также зависимость фокусного расстояния / от возбуждения линзы Ф^ (для удобства эксперимента варьировалась не энергия пучка, а возбуждение линзы) На основании численного дифференцирования полученных кривых вычислялись коэффициенты С и Со, Сг, затем из (4) вычислялся коэффициент С\

Глава 4 посвящена исследованию двух- и трехэлек! родных иммерсионных скрещенных линз

В § 4,1 описывается экспериментальное исследование двухэлектродной иммерсионной скрещенной линзы в астигматичных режимах

Для экспериментального исследования иммерсионных скрещенных линз электронно-оптическая скамья была разделена на две части, находящиеся под разными потенциалами Измерительные сетки имеют потенциал того пространства, в котором они расположены Простейшая двухэлектродная иммерсионная скрещенная линза представляет собой две плоские пластины с прямоугольными отверстиями В соседних электродах отверстия повернуты друг относительно друга на 90° Такая линза существенно астигматична, т е создает линейное изображение точечного объекта, причем при замене ускоряющего потенциала на последнем электроде на замедляющий, линейное изображение оказывается повернутым на 90°

Обработка результатов измерений двухэлектродной иммерсионной - линзы проводилась двумя способами Первый способ базируется на измерениях параметров линзы (линейного увеличения М и положения изображения О) в двух различных ее положениях относительно источника электронов На основании полученных данных рассчитывались фокусные расстоянияои положения фокусов г(/о), или главных плоскостей г(//о) и г(//|) Индекс "о" относится к предметному пространству, индекс "Г -пространству изображений

Второй способ определения кардинальных элементов является приближенным Он основан на предположении, что главные плоскости линзы близки между собой и их можно считать совпадающими, т е х(Н0)=г(Н1)=г(Н) Однако в отличие от одиночных линз, они сдвинутся относительно цёнтра линзы Используя известное соотношение между фокусными расстояниями

(ф; ,

иммерсионной линзы í, — /ол/^" > где Ф0 - потенциал пространства предметов

Ф, - потенциал пространства изображения, были получены расчетные формулы

/о =

1> + Q

8

(i + л/

;(//)= Р-Ы + М)

9

Таким образом, вместо четырех неизвестных мы имеем только два (fo и z(H)), для их определения можем ограничится измерениями M и Q только в одном положении линзы

Точные и приближенные расчеты фокусных расстояний хорошо согласуются между собой в области небольших ускорений (Ф,/Фо <4 5) При больших ускорениях приближенные формулы дают более короткие фокусные расстояния В собирающей плоскости главные плоскости сдвинуты от геометрического центра в сторону предмета, в рассеивающей - в пространство изображений на одну -две ширины апертуры

По сравнению с иммерсионными осесимметричными линзами, иммерсионные скрещенные линзы обладают большей оптической силой и возможностью коррекции аберраций

§ 4.3 посвящен исследованию оптических свойств ' трехэлектродных иммерсионных скрещенных линз

Трехэлектродная иммерсионная скрещенная линза может осуществлять фокусировку пучка заряженных частиц в двух перпендикулярных направлениях Имеются три варианта расположения электродов такой линзы отверстие каждого электрода повернуто на 90° относительно предыдущего или какие-либо два расположенные рядом электрода имеют одинаково ориентированные отверстия При последовательно повернутых электродах стигматичный режим осуществляется только при монотонном ходе потенциала, т е фокусировка будет происходить в обоих направлениях как при последовательном повышении потенциалов на электродах, так и при последовательном понижении

Трехэлектродные линзы исследовались в стигматичных режимах При заданной энергии пучка подбирались потенциалы на втором и третьем электродах таким образом, чтобы пучок фокусировался на экране в точку Затем для полученных потенциалов определялись фокусные расстояния, увеличения и положения главных плоскостей различие в увеличениях Мх и Му стигматичной иммерсионной линзы невелико, оно существенно меньше, чем в дублете, составленном из одиночных скрещенных линз или квадруполей

В главе 5 рассматривается проблема повышения чувствительности масс-спектрометра с двойной фокусировкой и исследуются корректоры искривления изображения

В § 5.1 задача повышения чувствительности масс-спектрометра с двойной фокусировкой решается за счет введения в его оптическую схему дублета скрещенных линз, производящего вертикальную фокусировку пучка, не нарушая условий его прохождения в горизонтальной плоскости Разработанная методика расчета была применена к варианту промышленно выпускаемого масс-спектрометра MXI321A Была рассмотрена система из

двух скрещенных линз, которая помещалась в пространство между энергетической щелью и магнитом __

Н ь --——] I

— И _———-

•1 'ь 1

Л) Пе|П Щ. 1

Рис

1 Схематический ход траекторий в дублете скрещенных линз в горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскостях, где 1 - источник ионов, 2 - цилиндрический электростатический конденсатор, 3 -энергетическая щель, 4 - секторный магнит с однородным полем, 5 - приемник ионов, 6 - дублет скрещенных линз Рассчитанный дублет обеспечивает выигрыш в токопрохождении примерно в 5 раз Аберрации, вносимые дублетом скрещенных линз, имеют третий порядок малости, тогда как аберрации цилиндрического конденсатора и секторного магнита имеют второй порядок малости и значительно превышает аберрации линз Таким образом, аберрации, вносимые дублетом, не ухудшают качество фокусировки масс-спектрометра

В § 5.2 рассматриваются электростатические системы для коррекции искривления линейного изображения в электронно-лучевых приборах, а также в энерго- и масс-спектрометрах Проведено экспериментальное исследование на электронно-оптической скамье корректоров искривления изображения,, образованных тремя или четырьмя плоскими электродами с треугольными отверстиями Проведено сравнение действия таких секступолей с действием обычного шестиполюсника Полученные результаты представлены на рис 2 Здесь приведена зависимость радиуса кривизны линейного изображения на экране, определенного путем аппроксимации криволинейного изображения дугой окружности с помощью метода наименьших квадратов, от отношения модуля потенциала на среднем (или средних в случае четырехэлектродного шестиполюсника) электродах к ускоряющему

IVVjOltl

Рис 2 Зависимость радиуса кривизны изображения от потенциала

секступоля, где

1 - трехэлектродный шестиполюсник с одинаково ориентированными электродами при положительном потенциале на среднем электроде,

2 - четырехэлектродный шестиполюсник с одинаково

ориентированными электродами при положительном потенциале на средних электродах,

3 - трехэлектродный шестиполюсник с одинаково ориентированными электродами при отрицательном потенциале на среднем электроде,

4 - четырехэлектродный шестиполюсник с одинаково

ориентированными электродами при отрицательном потенциале на средних электродах,

5 - трехэлектродный шестиполюсник с треугольными

отверстиями, последовательно повернутыми друг относительно друга на 180° при положительном и отрицательном потенциалах на среднем электроде,

6 - четырехэлектродный шестшолюсник с повернутыми

средними электродами на 180° при положительном и отрицательном потенциалах на средних электродах,

7 - обычный шестиполюсник

Таким образом, поворот средних электродов на 180° в терх- и четырехэлектродном шестиполюсниках существенно увеличивает силу шестиполюсника, которая остается постоянной при изменении знака потенциала на средних электродах, но направление искривления линейного изображения меняется при этом на противоположное, трех- и четырехэлектродный шестиполюсники с одинаково ориентированными треугольными отверстиями значительно уступают по силе явно полюсному секступолю Изменение знака потенциала на средних электродах таких шестпиолюсников не меняет направления и искривления линейного

изображения, четырехэлектродиый шестиполгосник с повернутыми на 180° средними электродами незначительно уступает по силе явно полюсному, но зато гораздо проще изготавливается и юстируется

Глава 6 поспящена улучшению параметров времяпролегного масс-спектроме/ра Разработаны новая электронно-оптическая схема масс-анализагора и новый ортогональный ускоритель ионов

В § 6.1 анализируется новая хлекфонно-опгическая^ схема грехкомпонентио! о масс-рефлекгрона - «модифицированный масс-рефлектрои» Она сосгош из двух дрейфовых промежутков, разделенных двойным элскфическим слоем, и одинарно!о плоского электросмашческот зеркала-компенсатора В реальной конструкции двойной слой заменяется двумя близко расположенными сеточками, исполненными в виде системы параллельных металлических нитей (рис 3 а, б)_

Источник Детектор ионов 1 1 1 1 1 1 ^ ^ |Г 1 III А (a) Z

0 1 | 1 у О-X" о-*■ ' Ь-J Qr^ m ч l|l J

ч XI. i* 1

Рис 3 Модифицированный масс-рефлектрон (а), и ход потенциала в нем (б) Данная схема обеспечивает третий порядок фокусировки по энергии при низком уровне аберраций 4-го порядка В работе развивается последовательная аналитическая теория такого модифицированного масс-рефлектрона и показывается, что по отношению к общей схеме рефлектронов с тройным зеркалом, предлагаемый вариант является оптимальным

Приводятся основные характеристики «модифицированного масс-рефлектрона»

к

0,513

¿> 1 (1.(161 15'

М « ,

ь

Ь ~ Л

- 01054

Ю,

/г

где | =

Г.-К,.

относительный разброс начальной Энергии ионов по

о ; Ношению к средней энер| и и Ец,

В таблице 2 приводятся данные по разрешению К «модифицированного масе-рефлектрона» в сравнений С масс-спектрометром типа «двойное зеркалом:

Таблица 2

Относительный разброс начальном жергин ионов ( Й) Разрешение К масс-спектрометра -«двойное зеркало» Разрешение К «моднфн миро на иного м ас с - р с ф; | с к т р о 11 а»

0.01 4.6-10" 51.2-10"

0.02 6. МО' 3.2- 10й

0.03 1.9-105 6.3 то5

0.05 4.0-104 8.2-1 О1

Содержание § 6.2 посвящено проблеме уменьшения времени разворота ионов в ортогональном ускорителе и, соответственно, увеличению разрешения 5 рсмяпролетного масс-спектрометра.

11роведём анализ работы, нового устройства ортогонального ввода, который представляет собой моиополь, к ребру заземлённого Электрода которого присоединён электростатический ускоритель с однородном полем

Рис,4. Устройства Шртогонального ввода (а) и ?квипотенциалм моноиоля (б).

При подаче "Push" - импульса на ¿гержень монополя в пространстве между электродами монополя, создается двумерное поле, распределение потенциала которого определяется выражением (11)

tpjh**-(г'-Г) II

(Г

Время рашорота т при эюм будет иметь вид

2 I

т -— оШц 12

(о хиа>

где х0, I оч, - начальня координат и сосишляющя начальной скоросш иона

по оси X, го = , а - расстояние от Push - электрода до выходной щели

V a' ш

Т

Разрешение масс-спектрометра —^ ПР" тако" конструкции

системы ввода ионов возрастает почти в два раза

В заключении сформулированы основные результаты работы

1 Экспериментально определены кардинальные элементы одиночной скрещенной линзы в большом диапазоне их геометрических и электрических параметров Найдены аппроксимирующие формулы, позволяющие проводить приближенный расчет линз с погрешностью 4-5%

2 Впервые экспериментально исследована оптика первого порядка иммерсионной скрещенной линзы Показано, что при значительных возбуждениях двухэлектродная иммерсионная скрещенная линза становится собирающей в обеих плоскостях, а стигматичный режим достижим для трехэлектродной иммерсионной скрещенной линзы

3 Впервые проведено экспериментальное исследование хроматической аберрации одиночной скрещенной линзы Коэффициент хроматической аберрации представлен в виде полинома по степеням обратного увеличения Полиномиальные коэффициенты определены в широком диапазоне изменения возбуждения линзы

4 Рассмотрено использование дублета скрещенных линз для оптимизации транспортировки ионного пучка в масс-спектрометре с двойной фокусировкой Применение дублета позволяет повысить чувствительность в масс-спектрометре в несколько раз при сохранении разрешающей способности Проведен расчет параметров для масс-спектрометра MX-1321А

5 Проведено экспериментальное исследование корректоров искривления изображения, образованных тремя и четырьмя плоскими электродами с треугольными отверстиями Проведено сравнение действия таких секступолси с действием обычного шестиполюсника

6 Впервые проведено исследование фокусирующих и пространственно-временных свойств различных электростатических одиночных и иммерсионных линз, образованных плоскопараллельными электродами с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями

7 Впервые проведено исследование ортогонального ускорителя ионов, увеличивающего разрешение времяпролетного масс-спектрометра в два раза Проведен расчет параметров для масс-спектрометра МХ5303

8 Впервые проведен аналитический расчет времяпролетного масс-спектромефа с фокусировкой по энергии третьего порядка

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1) JI А Баранова, Р А Бубляев, С Я Явор Приближенный метод расчета параксиальной оптики скрещенных линз // ЖТФ, 1987, т 57, в 3, с 430-433

2) Л А Баранова, Р А Бубляев, С Я Явор Экспериментальное исследование электростатических линзовых систем для создания пучков специальной конфигурации // Тезисы докладов IX Всесоюзного семинара по методам расчета электронно-оптических систем, Ташкент, 1988

3) Л А Баранова, Р А Бубляев, С Я Явор Экспериментальное исследование иммерсионных скрещенных линз // ЖТФ, 1990, т 60, в 2, с 159163

4) Л А Баранова, Р А Бубляев, С Я .Явор Расчет вертикальной фокусировки ионно-оптической схемы масс-спектрометра // Научное приборостроение, 1991, Я2, с 37-43

5) Л А Баранова, Р А Бубляев, С Я Явор Электростатические системы для коррекции искривления изображения, // Радиотехника и электроника, 1991, в 3, с 577-581

6) Л А Баранова, А С Бердников, Р А Бубляев, О А Гринева, В Я Иванов, С Я Явор Скрещенная линза как тестовая модель для расчета трехмерных полей //Научное приборостроение, 1992, №4, с 105-107

7) Л А Баранова, Р А Бубляев, О А Гринева, В Я Иванов, С Я Явор -Скрещенная линза как тестовая модель для расчета трехмерных полей // Тезисы докладов XI Всесоюзного семинара по методам расчета электронно-оптических систем, Алма-Ата, 1992, с 34

8) Л А Баранова, Р А Бубляев, С Я Явор - Хроматическая аберрация одиночной скрещенной линзы,//ЖТФ, 1993, т 63, в 12, с 119-121

9) Бубляев Р А, Галеев Г А, Баранова Л А Фокусирующие и пространственно-временные свойства линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями // Тезисы докладов Шестого Всероссийского семинара «Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики» Москва, 2003

10) Бубляев РА, Галеев ГА, Баранова Л А Исследование фокусирующих и пространственно-временных свойств нового типа трехмерных электростатических линз // Прикладная физика - 2004, №1, С 3942

11) RA Bubliaev, GA Galeev, LA Baranova Studying Focusing and Space-time Features of the 3-D Electiostatic Lenses of the New Type // Proceedings ofSPlE, 2004, v 5398, p 59-62

12) Ю К Голиков, Н В Краснов, Р Л Бубпяев // Патент Российской Федерации №2295797 Заявка на изобретение №20051 19734 с приоритетом от 16 06 2005 г

13) Ю К Голиков, Н В Краснов, Р А Бубляев Модифицированный масс-рефлемрон //11аучное приборостроение 2005, Г 15, №4, С 42-50

л

Подписано к печати 27 04 2007 1ираж 100 3ai<ai№ 13 Innoi рафия ИАнП 1'ЛП i С анкг-I le[србург пр Рижским, 26

ВВЕДЕНИЕ.

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 MX-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.

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 плоских диафрагм с прямоугольными отверстиями различных размеров, развернутыми на 90° по отношению друг к другу. Благодаря такой геометрии, эти линзы приобретают, наряду со свойствами, характерными для осесимметричных линз, и свойства квадрупольных линз, а иммерсионные скрещенные линзы при определённых условиях проявляют ещё и ряд самостоятельных уникальных свойств, что позволяет с успехом использовать скрещенные линзы в анизотропных электронно-оптических системах.

Корректоры изображения на плоских электродах с треугольными отверстиями, в свою очередь, исправляют искривление изображения в электронно-лучевых приборах, а также в энерго- и масс-спектрометрах.

Новые возможности в повышении характеристик спектроаналитических приборов, создаваемые электронно-оптическими системами с прямоугольными отверстиями и корректорами на плоских электродах, определяют актуальность данной работы.

Очевидно, что для успешного применения оптических систем из скрещенных линз и корректоров изображения на плоских электродах с треугольными отверстиями необходимо разработать расчетные и экспериментальные методы определения оптических характеристик таких систем, определить реальные их характеристики и исследовать возможности их применения в современных спектроаналитических приборах.

Однако, поскольку поля скрещенных линз и других электронно-оптических систем, обсуждаемых в работе, существенно трёхмерны, а численные расчёты с помощью пакетов программ, претендующих на расчёт трёхмерных полей, не дают достаточной точности, то очевидно, что для успешного применения трёхмерных систем необходимо провести экспериментальное исследование их оптических характеристик.

Целью диссертационной работы явилось широкое экспериментальное и теоретическое исследование оптических и времяпролётных свойств различных типов электронно-оптических систем на плоских электродах с прямоугольными отверстиями, а также корректоров аберраций на плоскопараллельных электродах;

- разработка на основе полученных экспериментальных данных аппроксимирующих формул для проведения экспресс-расчетов систем транспортировки пучков заряженных частиц;

- проектирование схемы статического масс-спектрометра с двойной фокусировкой, содержащей дублет из скрещенных линз, который оптимизирует условия пучка ионов, тем самым повышая чувствительность прибора; повышение чувствительности и разрешающей способности времяпролётного масс-спектрометра с помощью линзы с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями, установленной в бесполевое пространство анализатора;

- разработка новой схемы времяпролётного масс-анализатора и устройства ортогонального ввода ионов;

Научная новизна работы.

Впервые в настоящей работе исследована хроматическая аберрация одиночной скрещенной линзы. Коэффициент хроматической аберрации представлен в виде полинома по степеням обратного увеличения. Полиномиальные коэффициенты определены в широком диапазоне изменения возбуждения линзы.

Впервые экспериментально определены кардинальные элементы иммерсионной скрещенной линзы в широком диапазоне изменения электрических параметров. Показано, что при значительных возбуждениях линзы происходит поворот линейного изображения точечного источника на 90°, а трех электродная иммерсионная скрещенная линза может создавать стигматичное изображение.

Впервые определены характеристики первого порядка линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями.

Впервые предложена схема времяпролётного масс-спектрометра, обобщающего масс-рефлектрон Мамырина Б.А. и имеющего фокусировку третьего порядка ионных пакетов по энергии.

Впервые рассчитан ортогональный ускоритель, уменьшающий время разворота ионов и повышающий, тем самым, разрешение времяпролётного масс-спектрометра.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Аппроксимирующие формулы для расчета оптических свойств первого порядка одиночных скрещенных линз и систем из них.

2. Результаты экспериментального исследования свойств первого порядка иммерсионных скрещенных линз и дублетов из них.

3. Определение коэффициентов хроматической аберрации одиночной скрещенной линзы.

4. Проектирование и расчет оптической схемы масс-спектрометра с дублетом скрещенных линз.

5. Результаты экспериментального исследования корректоров искривления изображения.

6. Результаты исследования фокусирующих и пространственно-временных свойств линз с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями.

7. Новая схема времяпролётного масс-спектрометра, обладающего фокусировкой по энергии третьего порядка.

8. Ортогональный ускоритель ионов, увеличивающий разрешение времяпролётного масс-спектрометра в два раза.

Практическая значимость работы

В работе проведено экспериментальное исследование оптических свойств различных типов скрещенных линз в широком диапазоне изменения их геометрических и электрических параметров, а также корректоров изображения на плоских электродах. На основе полученных данных для одиночных скрещенных линз и дублетов линз построены аппроксимирующие формулы, описывающие свойства первого порядка, что значительно облегчает расчёт и проектирование систем, использующих эти линзы.

Дублет скрещенных линз, установленный в масс-спектрометре с двойной фокусировкой, позволил повысить чувствительность прибора в несколько раз.

Одиночная линза с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями, установленная в пролётном пространстве времяпролётного масс-спектрометра, позволила повысить разрешение и чувствительность прибора на 20+30 %.

Апробация результатов работы, публикации и структура диссертации.

Материалы диссертации докладывались на IX, XI Всесоюзных семинарах по методам расчёта электронно-оптических систем (Ташкент, 1988 г., Алма-Ата, 1992), на Шестом Всероссийском семинаре по проблемам теоретической и прикладной электронной и ионной оптики (Москва, 2003 г.).

По материалам диссертации опубликовано 13 работ.

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Она содержит 132 страницы, в том числе 65 рисунков, 5 таблиц и список литературы, включающий 63 наименования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В заключении перечислим основные результаты работы:

1. Экспериментально определены кардинальные элементы одиночной скрещенной линзы в большом диапазоне их геометрических и электрических параметров. Найдены аппроксимирующие формулы, позволяющие проводить приближенный расчёт линз с погрешностью 4-5%.

2. Впервые экспериментально исследована оптика первого порядка иммерсионной скрещенной линзы. Показано, что при значительных возбуждениях двухэлектродная иммерсионная скрещенная линза становится собирающей в обеих плоскостях, а стигматичный режим достижим для трёхэлектродной иммерсионной скрещенной линзы.

3. Впервые проведено экспериментальное исследование хроматической аберрации одиночной скрещенной линзы. Коэффициент хроматической аберрации представлен в виде полинома по степеням обратного увеличения. Полиномиальные коэффициенты определены в широком диапазоне изменения возбуждения линзы.

4. Рассмотрено использование дублета скрещенных линз для оптимизации транспортировки ионного пучка в масс-спектрометре с двойной фокусировкой. Применение дублета позволяет повысить чувствительность в масс-спектрометре в несколько раз при сохранении разрешающей способности. Проведён расчёт параметров для масс-спектрометра МХ-1321А.

5. Проведено экспериментальное исследование корректоров искривления изображения, образованных тремя и четырьмя плоскими электродами с треугольными отверстиями. Проведено сравнение действия таких секступолей с действием обычного шестиполюсника.

6. Впервые проведено исследование фокусирующих и пространственно-временных свойств различных электростатических одиночных и иммерсионных линз, образованных плоскопараллельными электродами с одинаково ориентированными прямоугольными отверстиями.

7. Впервые проведено исследование ортогонального ускорителя ионов, увеличивающего разрешение времяпролетного масс-спектрометра в два раза. Проведён расчёт параметров для масс-спектрометра МХ5303.

8. Впервые проведён аналитический расчет времяпролетного масс-спектрометра с фокусировкой по энергии третьего порядка.

1. Adams A., Read F. R. J. Ptys. 1.str. 1972, v5, №2, p. 156-160,

2. Явор С. Я. II Расчёт скрещенных электронно-оптических линз. ЖТФ, 1970, т. 40, №10, с. 2257-2260.

3. Himmelbauer Е. Е. Phillips Res. Repts. Suppl. I, 1969, p. 1-114.

4. Афанасьев В. П., Явор С. Я. // Расчет в системе, состоящей из произвольного числа диафрагм с прямоугольными отверстиями. ЖТФ, 1973, т. 43, №7, С. 1371-1380.

5. Афанасьев В. П., Явор С. Я. // Расчет электронно-оптических параметров одиночной трёхэлектродной скрещенной линзы. ЖТФ, 1977, т. 47, №5, с. 908-916.

6. Петров И. А. // Исследование электронно-оптических свойств первого порядка одиночной скрещенной линзы. ЖТФ, 1976, т. 46, №5, с. 1085-1089.

7. Петров И. А., Явор С. Я. Письма в ЖТФ, 1375, т. 1, №14, с. 651-654.

8. Петров И. А., Явор С. Я. // Исследование сферической аберрации одиночной скрещенной линзы. ЖТФ, 1976, т. 46, №8, с. 1710-1712.

9. Баранова Л. А., Садыкин А. Д., Мухин В. М., Явор С. Я. // Влияние формы электродов на электронно-оптические свойства скрещенных линз. ЖТФ, 1982, Т52, №2, с. 246-250.

10. Баранова Л. А., Садыкин А. Д., Явор С. Я. // Многоэлектродные скрещенные линзы. Радиотехника и электроника, 1986, т. 31, №2, с. 365-369.

11. Грицюк Н. П., Лачашвили Р. А. // Иммерсионная скрещенная линза, ЖТФ, 1979, т49, №11, с. 2467-2468.

12. Петров И. А., Баранова Л. А., Явор С. Я. // Шестиэлектродный дублет в стигматичном режиме, ЖТФ, 1978, т48, №2, с. 408-410.

13. Петров И. А. Электрон, техника, 1982, сер. 4, №3, с. 30-32.

14. L. A. Baranova and F. Н. Read, Rev. Scl. Instrum., 1994, June, Vol. 65, No.6.

15. Баранова Л. А., Петров И. А., Явор С. Я. // Новый тип корректора сферической аберрации, ЖТФ, 1978, т48, №12, с. 2588-2590.

16. Цуккерман И. И. Преобразования электронных изображений. 1972, JI.1. Энергия, 184 с.

17. S. Taya and Н. Matsuda. Int. J. Mass Spektrom. Ion Phys., 1972, v. 9, № 3, p.235.246.

18. Баранова Л. А., Явор С.Я.ЖТФ, 1, 1972, т. 47, № 12, с. 2639-2641.

19. Баранова Л. А., Петров И. А., Явор С. Я, А. С. № 632262, Б. И. 1980, №3., с.276.20. 73. А.Е. Cameron, D.F. Eggers. An Ion "Velocitron" // Review Scientific Instruments 1948 - v. 19, pp. 605.

20. Н.И. Ионов, Б.А. Мамырин. Масс-спектрометр с импульсным источником ионовЛЖТФ 1953-т. 23, в. 11, сс. 2101-2103.

21. W.C. Willey, I.H. McLaren. Time-of-flight Mass Spectrometer with Improved Resolution. // Rev. Sci Instrum. 1955 - v, 26, pp. 1150.

22. С.Г. Алиханов. Новый импульсный метод измерения масс ионов. // ЖЭТФ 1956-т.31№3,сс. 517-518

23. В.И. Каратаев, Б.А. Мамырин, Д.В. Шмикк. Новый принцип фокусировки ионных пакетов во времяпролетных масс-спектрометрах // ЖТФ 1971 -т.41, в.7, сс.1498-1501.

24. Б.А. Мамырин, В.И. Каратаев, Д.В. Шмикк, В.А. Загулин. Масс-рефлектрон. Новый безмагнитный времяпролетный масс-спектрометр с высокой разрешающей способностью. // ЖЭТФ 1973 - т. 64, в. 1, сс. 8289.

25. В.А. Mamyrin. Time-of-flight mass spectrometry (concepts, achievements, and prospects) II Int. J. of Mass Spectrom. 2001 - v. 206, pp. 251-266.

26. A.H. Веренчиков, H.B. Краснов, М.З. Мурадымов, Ю.И Хасин. Простая качественная модель времяпролетного масс-спектрометра // Научное приборостроение. 2002 - Т. 12, №4, сс. 63-69.

27. T. Bergman, H. Goehlich, T.P. Martin, H. Schaber, G. Malegiannakis, High-resolution time of-flight mass spectrometers. Part II. Cross beam ion optics // Rev. Sci. Instrum. 1990 - v. 61, pp. 2585-2991.

28. R. Grix, R. Kutscher, G. Li U. Gruner, H. Wollnik. A time-of-flight mass analyzer with high resolving power // Rapid Commun. Mass Spectrom. 1988 -V.2, #5 pp. 83-85 .

29. U. Boesl, J. Grotemeyer, K. Walter, E.W. Schlag. // Anal.Instrum. 1987 - v. 16 pp. 151.

30. J. Franzen. Method and Device for orthogonal ion injection into a time-of-flight mass spectrometer// US5763878- 1996.

31. A. Makarov. A time-of-flight mass-spectrometer including an orthogonal accelerator // WO 01/11660 2001.

32. M. Guilhaus. Principles and instrumentation in time-of-flight mass spectrometry. Physical and instrumental concepts // J Mass Spectrom. 1995 - v. 30, pp. 1519.

33. R.J. Cotter. Time-of-Flight Mass Spectrometry: Instrumentation and Applications in Biological Research // ACS, Professional Reference Booh, Washington, DC- 1997.

34. А.Ф. Додонов, И.В. Чернушевич, Т.Ф. Додонова, В.В. Разников, B.JI. Тальрозе. Метод времяпролетного масс-спектрометрического анализа из непрерывных ионных пучков // AC No. 1681340А1 Февраль 1987.

35. A.F. Dodonov, M.V. Chernushevich, V.V. Laiko. Time-of-flight mass spectrometer with atmospheric pressure ionization // Proceedings of 12th International Mass Spectrometry Conference, Amsterdam August 1991 - v. 2630, pp. 153-155.

36. O.A. Mirgorodskaya, A.F. Dodonov, I.V. Chernushevich, et. al. Application of Time-of-flight mass spectrometer with orthogonal acceleration to analysis of peptides and proteins II Anal. Chem 1994 - v. 66, pp. 112-126.

37. D.P. Myers, G. Li, P.P. Mahoney. An inductively coupled plasma time-of-flight mass spectrometer for elemental analysis. // J. Am. Soc. Mass Spectrom 1995 -v. 6, #5, pp. 400-410.

38. C. Wu, T.A. Dresch, U.P. Giessmann, M.A. Park, H. Wang. Analytical Figures of Merit of a Multi-Pass Time-of-Flight Mass Spectrometer // Extended Abstracts of ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics 1999.

39. JI. В. Верёвкина. Известия ЛЭТИ, в. 39, с. 257, 1959.

40. Т. Я. Фишкова, Л.А. Баранова. Радиотехника и электроника, т. 13, с. 1525, 1968.

41. И. М. Квльман, С. Я. Явор, Электронная оптика, "Наука", Л., 1968, с. 487.

42. Баранова Л. А., Бубляев Р.А., Явор С.Я // Приближенный метод расчета параксиальной оптики скрещенных линз. ЖТФ, 1987, Т. 57, В. 3, С. 430433.

43. Грицюк Н. П., Лачашвили Р. А. ЖТФ, 1979, т49, №11, с. 2467-2468.

44. Явор С. Я., Фокусировка заряженных частиц кзадруполъными линзами., М.,: Атомиздат, 1968, с. 263.

45. Иванов В. Я. Методы автоматизированного проектирования приборов электроники. Новосибирск, 1986. ч. 1: Методы расчёта электростетических полей. 192 е.; ч. 2: Методы решения задач электронной оптики. 184 с.

46. Hawks P. W., Kasper Е. Principles of Electron Optics. N. Y., London, Academic Press, 1989.

47. Баранова Jl. А., Ульянова Н. С., Явор С. Я. ЖТФ, т. 61, в. 7, с. 157-161, 1991.

48. Баранова Л. А., Ульянова Н. С., Явор С. Я. ЖТФ, т. 59, в. 12, с. 69 72, 1989,

49. Баранова Л.А., Бубляев Р.А., Явор С .Я. Хроматическая аберрация одиночной скрещенной линзы. // ЖТФ, т.63, в. 12, 1993.

50. Баранова Л.А., Бубляев Р.А., Явор С.Я. Экспериментальное исследование иммерсионных скрещенных линз. // ЖТФ, т.60, в. 2, с. 159 163, 1990.

51. Баранова Л.А., Бубляев Р.А., Явор С.Я. Расчёт вертикальной фокусировки ионно-оптической схемы масс-спектрометра. // Научное приборостроение. 1991, №2, с.37-43.

52. Баранова Л.А., Бубляев Р.А., Явор С.Я. Электростатические системы для коррекции искривления изображения // Радиотехника и электроника. 1991, т.36, С. 577-581.

53. Бубляев Р.А., Галеев Г.А., Баранова Л.А. Исследование фокусирующих и пространственно-временных свойств нового типа трёхмерных электростатических линз // Прикладная физика. 2004, №1, С. 39-42.

54. R.A. Bubliaev, G.A. Galeev, L.A. Baranova. Studying Focusing and Space-time Features of the 3-D Electrostatic Lenses of the New Type. // Proceedings of SPIE, 2004, v.5398, p. 59-62.

55. Harting E., Read E.H. Electrostatic Lenses. Amsterdam: Elsevier, 1976. 322 p.

56. Damaschin Ioanovicin. Ion-optical properties of time-of-flight mass-spectrometers. International Journal of Mass Spectrometry. 206(2001), 211 -229.

57. Ю.К.Голиков, Н.В.Краснов, Р.А.Бубляев // Патент Российской Федерации №2295797. Заявка на изобретение №2005119734 с приоритетом от 16.06.2005 г.

58. Ю.К.Голиков, Н.В.Краснов, Р.А.Бубляев Модифицированный масс-рефлектрон. // Прикладная физика. 2005, Т. 15, №4, С. 42-50.