Электростатические ОС

Отклонить электронный луч на небольшие углы можно, пропустив его через отклоняющий конденсатор (Рис.3.33).Электрическое поле должно быть направлено параллельно направлению отклонения луча и самому направлению распространения луча. Если считать электрическое поле между пластинами конденсатора однородным на рабочем участке и пренебречь краевым эффектом, то при выходе из конденсатора угол отклонения луча составит

,(3.104)

где , , - заряд, масса и скорость электрона;

- напряженность электрического поля;

- ширина пластин.

Рисунок 3.33. Схема электростатической ОС.

Точка пересечения линии, которая является продолжением оси отклоненного пучка вне поля ОС с начальным направлением оси пучка, называется центром отклонения. После выхода из конденсатора электрон движется по прямой с углом излома . Предполагается, что место излома (точка О) находится посередине конденсатора. При расстоянии от центра отклонения до плоскости обработки ( ) величина абсолютного отклонения на плоскости обработки составит

, (3.105)

где - напряжение на пластинах;

- длина пластин;

- расстояние между пластинами.

Величина

, (3.106)

называется чувствительностью электростатической ОС. Чувствительность определяет величину линейного отклонения при напряжении на пластинах в одинвольт. Как видно из формулы (3.105), чувствительность электростатических ОС не зависит от массы и заряда отклоняемой частицы. Ее действие на электроны и ионы одинаково. Чувствительность сильно зависит от величины ускоряющего напряжения ( ) и расстояния от центра отклонения до плоскости обработки ( ), поэтому ОС, стоящие ближе к плоскости обработки при одних и тех прочих условиях будут иметь меньшую чувствительность. Для электростатического отклонения электронного луча обычно используются две пары пластин, отклоняющих его во взаимно перпендикулярных направлениях. Располагают их последовательно одна за другой и, как правило, тщательно экранируют друг от друга. Совмещение электростатических ОС в пространстве невыгодно по трем причинам.

1. Увеличение расстояния между пластинами уменьшает чувствительность по отклонению.

2. Взаимодействие электрических полей создает дополнительные искажения луча.

3. При совмещении двух пар пластин значительно увеличивается паразитная емкость системы.

Преимуществаэлектростатических ОС:

1. Простота конструкции.

2. Высокая надежность.

3. Высокая экономичность.

Недостаткиэлектростатических ОС:

1. Высокие потенциалы электродов.

2. Относительная невысокая чувствительность.

3. Большие нелинейные искажения при отклонении даже на небольшие углы ( ).

4. Монтируется всегда вместе с электронной пушкой и анодом.

5. Слабая помехозащищенность от внешних полей.

Электростатические ОС используются в качестве стигматоров (устройств, корректирующих направление луча) в высоковольтных зондовых установках для микрообработки и микросварки, а также для прерывания (модуляции) пучка, формирования переменного сечения пучка прямоугольной формы и безаберационного отклонения с большой частотой.

Рисунок 3.34 - Схема построения двухкоординатной электростатическойОС.

1–пластины вертикального отклонения, 2–пластины горизонтального отклонения, 3 – экраны