DE2107770A1

DE2107770A1 - Spulenanordnung für Justier- und Korrekturelemente zur elektromagnetischen Beeinflussung von Bündeln geladener Teilchen, insbesondere für Sektorfeldlinsen in Massenspektrometern

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Publication number: DE2107770A1
Application number: DE19712107770
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-18
Filing date: 1971-02-18
Publication date: 1972-10-19
Also published as: US3781732A; DE2107770B2; DE2107770C3

Description

Professor Dr.Hermann Wollnik 2107770

II. Physikalisches Institut
63 Giessen, Arndtstr. 2

Spulenanordnung für Justier- und Korrekturelemente zur elektromagnetischen Beeinflussung von Bündeln geladener Teilchen, insbesondere für Sektorfeldlinsen in Massenspektrometern

Die Erfindung "betrifft eine Spulenanordnung für Justierbzw. Bildfehlerkorrekturelemente zur elektromagnetischen Beeinflussung von Bündeln geladener Teilchen, insbesonde- _ä re für Sektorfeldlinsen in Massenspektrometern. *

Die Korrektur von Bildfehlern ist in der Lichtoptik seit langem bekannt und hat zu den heute allseits bekannten komplizierten Viel-Linsensystemen geführt, wie sie etwa bei Fotoapparaten oder Lichtmikroskopen verwendet werden. Obwohl im Falle von elektromagnetischen rotationssymmetrischen Linsen für geladene Teilchen (z.B. in Massenspektrometern, Kathodenstrahlröhren, Elektronenmikroskopen) grundsätzlich das gleiche Problem besteht, sind dort keine so erfolgreichen Lösungen bekannt. Die Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß im Falle der Lichtoptik Glasflächen praktisch beliebig geformt werden können, im Falle der Teilchen- , optik jedoch solche diskontinuierlichen Grenzflächen nicht existieren.

Eine ideale Linse würde alle von einem Punkt ausgehenden Teilchen in einen Punkt soa fokussieren (Fig. 1a). Die Abbildung durch eine reale Linse ist nun aber immer mit Bildfehlern behaftet, wobei man Bildfehler verschiedener Ordnung unterscheidet. Bei Bildfehlern zweiter Ordnung werden etwa achsenferne Teilchenstrahlen in einem Punkt neben der optischen Achse abgebildet, so daß ein unsymmetrisches Bild entsteht. Entgegenwirken kann man diesem Bildfehler

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dadurch, daß man Teilchen, die weiter weg von der optischen Achse die Linse durchsetzen, für positive und negative y-Werte in der giiichen Richtung zusätzlich etwas ablenkt (vgl. die Pfeile *4 in Fig. 1b). Die Ablenkkraft muß dabei quadratisch mit dem Abstand der optischen Achse wachsen. Derartige Maßnahmen sind jedoch umständlich und schwierig.

Bildfehler dritter .' Ordnung sind in Fig. 1c dargestellt. Hierbei werden achsenferne Strahlen zwar in einem Punkt auf der optischen Achse abgebildet, dieser Punkt fällt jedoch nicht mit dem zusammen, in den achsnahe: Strahlen fokussiert werden. Es entsteht also ein unsymmetrisch verbreitertes Bild. Entgegenwirken kann man diesem Bildfehler dadurch, daß man Teilchen, die weit weg von der optischen Achse die Linse durchsetzen, füt positive und negative y-Werte in entgegengesetzter Richtung zusätzlich etwas ablenkt (vgl. die PfeileΪΨ in Fig. 1c). Die Ablenkkraft muß mit der dritten Potenz des Abstandes von der optischen Achse wachsen, was ebenfalls sehr umständlich und schwierig zu realisieren

Analog gibt es Bildfehler,vierter, fünfter, nter Ordnung. Ganz allgemein gilt dabei, daß alle Bildfehler gerader Ordnung eine unsymmetrische Bildverbreiterung bewirken und alle Bildfehler ungerader Ordnung eine symmetrische Bildverbreiterung. Weiterhin steht fest, daß Bildfehler gerader Ordnung bei allen nicht ablenkenden Systemen, wie etwa bei Elektronenmikroskopen, verschwinden, jedoch bei allen ablenkenden Systemen, etwa bei Massenspektrometern, oder bei Kathodenstrahlröhren, von größter Bedeutung sind.

Wenn man von Bildfehlern zweiter bis nter Ordnung spricht, dann-kann man die Wirkung einer idealen Linse als einen Effekt erster Ordnung beschreiben, da hier nämlich achsenferne Strahlen anders als achsennahe abgelenkt werden, und zwar derart, daß die Ablenkkraft linear mit dem Abstand von der optischen Achse wächst.

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Als einen Effekt nullter Ordnung beschreibt man dann analog eine reine Ablenkung, die für alle Strahlen eines Bündels gleich ist.

Die Korrektur von Bildfehlern in der Teilchenoptik führt man bisher zumeist so durch, daß man die Verteilung des magnetischen bzw. elektrostatischen Feldes in der Linie etwas verän·*- dert. Anstatt zum Beispiel ein magnetisches Sektorfeld (Pig.2a) aus zwei parallel zueinander verlaufenden Polschuhplatten aufzubauen, stellt man es etwa aus im Querschnitt konusförmig (Pig. 2b) oder torusförmig (Pig. 2c) verlaufenden Polschuhen her. Auf diese Weise bleiben die Ablenkeigenschaften nullter Ordnung erhalten, man ändert jedoch die Eigenschaften erster Ordnung sowie die Bildfehler zweiter, dritter und höherer Ordnung. Etwa derselbe Effekt ergibt sich aber auch durch die Verformung der Eintritts- und Austritts grenzen eines Sektorfeldes. Läßt man nämlich das Teilchenbündel nicht mehr senkrecht in das PeId eintreten (wie bei Pig. 3a^ sondern verkippt die Peldgrenzen etwas (Pig. 3b) oder krümmt sie (Pig. 3c) so hat man wieder die Eigenschaften nullter Ordnung beibehalten, die Eigenschaften erster Ordnung sowie die Bildfehler zweiter und höherer Ordnung jedoch geändert.

Ein völlig anderes, aber ebenfalls bekanntes Verfahren beruht auf der Verwendung von sogenannten Vielpol-Elementen. Eine normale Ablenkfeldlinse hat zwei Pole und ihr Ablenkfeld kann somit als Dipolfeld angesehen werden. Eine Quadrupollinse hat vier Pole und damit ein Quadrupolfeld, eine Hexapollinse hat sechs Pole und damit ein Hexapolfeld (Pig. 4), eine Octupollinse acht usw. Durch geeignete Zusammen- oder Hintereinander-

ein schaltung vieler solcher Elemente kann man schließlich/bildfehlerfreies System erhalten. Dabei ist eine Eigenschaft der Vielpolelemente besonders wichtig:

Ein realer Dipol hat Eigenschaften nullter und erster Ordnung sowie Bildfehler zweiter und höherer Ordnung.

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Ein realer Quadrupol hat Eigenschaften erster Ordnung sowie Bildfehler zweiter und höherer Ordnung, jedoch keine Eigenschaften nullter Ordnung.

Ein realer Hexapol (Mg. 4) besitzt Bildfehler zweiter, dritter und höherer Ordnung, jedoch keine Eigenschaften nullter und erster Ordnung.

Ein realer Octupol besitzt Bildfehler dritter und höherer Ordnung, jedoch weder Eigenschaften nullter und erster Ordnung noch Bildfehler zweiter Ordnung, usw.

Hat man demnach ein System geschickt aufgebaut, so kann man durch Einjustieren der Stärke des Dipolf e 1 d e s die Ablenkung auf den gewünschten Wert einstellen.

Durch Einjustieren der Stärke des Quadrupolfeldes kann man dann die Fokussierung erster Ordnung des Gesamtsystems auf den gewünschten Wert einstellen, ohne die Ablenkwirkung zu verändern.

Durch Einjustieren der Stärke des Hexapolf e 1 d e s kann man die Bildfehler zweiter Ordnung reduzieren, ohne Ablenk- oder Fokussierungseigensiiaften, d.h. Eigenschaften nullter bzw. erster Ordnung zu verändern.

Durch Einjustieren der Stärke des Octupolf e 1 d e s kann man die Bildfehler dritter Ordnung des Gesamtsystems reduzieren, ohne die Eigenschaften nullter, erster Ordnung oder die Bildfehler zweiter Ordnung irgendwie zu verändern, das heißt unter Festhalten des Fokussierungspunktes, also ohne die bereits erfolgte Korrektur der Bildfehler zweiter Ordnung irgendwie zu verschlechtern.

Die bisher benutzten Vielpol-Elemente, die als separate Zusatzele- : mente in den Strahlengang eines Teilchenspektrometers oder eines Ablenksystems eingebaut werden, sind im allgemeinen g e t r e nnt aus Vierpol-, Sechspol-, Achtpol- usw.-Elementen aufgebaut.

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Es ist a*ber auch schon bekannt, sie als ein Element mit sehr vielen Polen auszubilden; hierbei sind die Wicklungen um die Pole so gelegt, daß einmal jeder Pol seine eigene Wicklung besitzt, sodann je zwei Pole eine gemeinsame Wicklung haben, sodann je drei benachbarte Pole eine gemeinsame Wicklung besitzen usw. Auf diese Weise erhält man ein Element, bei dem eine Gruppe von Windungen die Quadrupolstärke, eine andere Gruppe von Windungen die Hexapolstärke, eine weitere Gruppe von Wicklungen die Octupolstärke usw. beeinflußt.

Alle bisher verwendeten Vielpolelemente sind jedoch sehr aufwendig und nicht einfach herzustellen; sie erfordern vielmehr schwierige mechanische Konstruktionen unier hohen Anforderungen an Präzision und eine komplizierte Wickeltechnik. Dabei besteht trotz derartiger Bemühungen als Nachteil aller bisher bekannten Vielpolsysteme eine gewisse Welligkeit in der Feldverteilung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher bekannten Vielpolsysteme zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Spulenanordnung gelöst, bei der zwei Maßnahmen gemeinsam angewendet werden, die darin bestehen,

a) daß die Spulen gemäß der Technik der gedruckten Schaltungen flächenhaft ausgebildet sind und

b) daß ein Teil der Windungen jeder Spule so geformt ist, daß dieser Teil ein sich senkrecht zum Bündel der geladenen Teilchen ^Teilchenbundel) ortsabhängig änderndes Magnetfeld erzeugt, durch das die Teilchenbahnen je nach ihrer Lage in diesem Magnetfeld unterschiedlich beeinflußt werden.

Diese z.B. durch Ätzen gemäß der Technik der gedruckten Schaltungen flächenhaft ausgebildeten Spulen haben den Vorteil, daß

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sie ohne großen Aufwand mit höchster Präzision hergestellt werden können; darüber hinaus sind sie infolge ihrer flächenhaften Ausgestaltung gut kühlbar, außerdem sind sie aus demselben Grund sehr raumsparend, so daß sie sogar noch nach träglich in schon vorhandene Geräte eingebaut werden können. Infolge der sehr präzisen Ausbildung der Spulen kann jede Welligkeit in der Feldverteilung vermieden werden, wenn die Stromleitflächen ( siehe Pig,7a bis 15a) schmal genug ausgebildet sind und wenn man nicht unmittelbar an der Ober fläche der Korrekturspulen schon die ideale Feldverteilung fordert· Die erfindungsgemäße Spulenanordnung ist daher mit großem Vorteil anwendbar in allen Fällen, in denen es bei der Justierung oder bei der Korrektur darauf ankommt, bestimmte Feldstärkeverteilungen zu erhalten, durch die vorhandene Bildfehler eines Systems beseitigt werden können, z_oB. bei Massenspektrometer^ Elektronenmikroskopen, Kathodenstrahlröhren, Strahlführungssystemen in der Beschleunigungstechnik·

Sofern die vorstehend genannten beiden Maßnahmen erfindungsgemäß gemeinsam erfüllt werden, ist die Ausbildung und Form der Spulen an sich ohne Bedeutung· Es ist jedoch besonders vor teilhaft, wenn die Spulen so ausgebildet und geformt sind, daß ihre Windungen entsprechend den TJmrißlinien eines Rechtecks verlaufen· Weiterhin i3t es vorteilhaft, daß die Win düngen desjenigen Teiles einer Spule, der ein sich senkrecht zum Teilchenbündel ortsabhängig änderndes Magnetfeld erzeugt, in demjenigen Bereich, in dem sie im wesentlichen parallel zur Achse des Teilchenbündels verlaufen, zu Stromleitflächen ver breitert sind·

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Spulen von gewünschter verschiedener Ordnung im Hohlraum eines aus ferromagnetischem Material bestehenden Joches über- oder hintereinander untergebracht sein, wobei das Joch z.B. in Form eines rechteckigen Kastens oder z.B. als Hohlzylinder ausgebildet sein kann. Dementsprechend werden dann vorteilhafterweise die Spulen in Anpassung an die Innenform des Joohes flach oder gewölbt ausgeführt.

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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden bei der Erläuterung der Ausführungsbeispiele erörtert.

Die Pig. 5 zeigt perspektivisch, den Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Spulenanordnung im Hohlraum H eines aus ferromagnetischem Material bestehenden quaderförmigen Joches G. In diesem Hohlraum H, und zwar bei diesem Beispiel an der Oberseite und an der Unterseite des Innenraumes, sind die Spulen 1, 2, 3» 4 flach angebracht, während die Teilchenbahnen durch diesen Hohlraum in Richtung der Strahlachse s verlaufen; χ und y kennzeichnen die dazu senkrechten Koordinaten.

Die bauliche Ausbildung der verschieden wirkenden Spulen, die in das Joch G flach derart eingelegt werden, daß die Stromrichtung in den Stromleitflächen parallel zur Richtung der Teilchenstrahlen verläuft, ist aus den Figuren 7a - 15a und 17-19 ersichtlich.

Spule 1 , die wie eine normale Spule geformt ist (gem. Fig. 6) erzeugt ein homogenes Feld By6 (Fig. 6b) parallel zu der in Fig. 5 gezeigten y-Achse, das eine für alle Teilchenstrahlen gleiche Justierablenkung bewirkt, entsprechend der Wirkung eines Dipols.

Spule 2 kann etwa entsprechend der Fig. 7a geformt sein; sie erzeugt ein für die Ebene y = 0 linear ansteigendes Feld, By7, das wie bei einer Quadrupollinse Eigenschaften erster Ordnung aufweist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Windungen desjenigen Teiles der Spule 2, der ein sich senkrecht zum Teilchenbündel ortsabhängig änderndes Magnetfeld erzeugt, in demjenigen Bereich, in dem die Windungen im wesentlichen parallel zur Achse des Teilchenbündels verlaufen, zu Stromleitflächen St7 verbreitert sind. Hierbei aufweist die Spule 2 mehrere in derselben Ebene ineinander gewundene Windungen desselben Wicklungssinnes auf. Infolge der Zwischenräume zwischen den einzelnen Stromleitflächen ist die Feldverteilung nicht ganz gleichmäßig (vgl. Fig. 7b). Eine andere Art, eine solche Spule zu bauen, ist in Fig. 8a dargestellt.

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Diese Spule, die nur eine einzige Windung mit einer einzi gen Stromleitfläche St8 aufweist, hat zwar den Vorzug, daß die Feldverteilung in ihr absolut gleichmässig ist( vgl.Fig.8b), aber den Nachteil, daß der Innenwiderstand zu gering ist« Es könnte aber auch eine Spule verwendet werden, die entsprechend Fig. 9a geformt ist«, Um bei dieser Stromleitfläche eine gleichmassige Stromverteilung über die ganze Fläche zu erhalten, ist es vorteilhaft, an zwei gegenüberliegenden Seiten der Stromleitfläche, an denen die Stromzuführung erfolgt, entweder (vgl·Fig.18) nahe den Kanten KT, K2 Aussparungen AS in der Stromleitfläche St 18 vorzusehen, die entsprechend ausgestaltet und angeordnet sind, oder ( vgl.Fig.19) aber Stromleitungen SL1, SL2 vorzusehen, die einen geringeren ohm'sehen Widerstand haben als die Stromleitfläche St 19 selbst. Es können jedoch auch in der Stromleitfläche parallel zur Achse des Teil chenbilndels verlaufende Schlitze angeordnet werden, die ent weder nur ( vgl.Fig.17 ) in der Mitte der Stromleitfläche (gem. Fig.17) ·£¥-vorgesehen sind oder aber ( vgl. Fig.9a) die Stromleitfläche in einzelne Teilleitflächen TL zerteilen, wodurch sich eine Feldverteilung gemäß Fig.9b ergibt.

Wenn es aber darauf ankommt, eine lineare Feldver teilung gemäß Fig 10b oder lib zu erreichen, dann ist es vorteilhaft, eine Spule zu verwenden, die aus zwei spiegelbildlich gleichen Spulen gemäß Fig. 7a bzw. Fig.8a oder 9a besteht, die derart parallel geschaltet sind, daß sie in zueinander entgegengesetztem Wicklungssinn von Strom durchflossen werden.

Spule 3 ist etwa entsprechend Figo 12a oder Fig.13a geformt, wobei jetzt aber nicht mehr, wie für Spule 2, eine linear ansteigende Feldverteilung angestrebt ist, sondern eine in der Mittelebene, d.h. für y = 0 sich quadratisch mit χ ändernde ( vgl. Fig« 12b, 13b). Während bei Spule» gemäß Fig.10a die Stromleitflächen und die Abstände zwischen ihnen gleich breit sind, nimmt nämlich bei Spulen gemäß Fig.12a die Breite der Stromleitflächen und der Abstände zwischen ihnen und damit die Stromdichte linear ab. Zu diesem Zweck wird

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vorteilhaft eine Spule verwendet, die aus zwei spiegelbildlich gleichen Spulen gemäß Fig.7a bzw· Pig· 8a oder 9a bestehen, die miteinander derart in Reihe geschaltet sind, daß sie beide im selben Wicklungssinn von Strom durchflossen werden. Dabei sind die Kurven der Pig.12b . und 13b ebenso wie bei den folgenden Pig,14b und 15b der Einfachheit halber glatt, d.h. ohne Stufen, gezeichnet.

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Spule 4 ist entsprechend Fig,14a oder Fig.15a geformt; das Stromleitfeld ist dann so ausgebildet, daß eine mit χ sich ändernde Feldverteilung in der Mittelebene ( y = 0) erzwungen wird ( vgl. Fig.14b und Fig.l5b). Dies wird dadurch erreicht, daß die Breite der Stromleitflächen

2 und die Abstände zwischen ihnen mit χ zunehmen.

Somit hat:

Spule 1 die Funktion eines Dipols,

Spule 2 die Funktion eines Quadrupole,

Spule 3 die Funktion eines Hexapols,

Spule 4 die Funktion eines Octupols.

Ein Element gemäß Fig.2 bietet daher ganz offensichtlich die eingangs erläuterten Möglichkeiten einer Bildfehlerkorrektur.

Hit Hilfe der in den Figo 7a - 15a gezeigten Spulen lässt sich eine Weiterentwicklung des vorstehend beschriebenen Vielpols erreichen,, der als getrennt von dem zumindest in sehr vielen Fällen vorhandenen Sektorfeldmagneten angenommen wurde. Er - „ zwingt man nämlich durch entsprechende Krümmung der Strom leitflächen, daß die Spulen nicht entlang einer geraden Linie die Feldstärke Null ergeben, sondern entlang einem bestimmten Radius, so kann man die Spulen innerhalb der Polschuhe des Sektorfeldes unterbringen. Dieser Radius sollte gerade demjenigen Krümmungsradius entsprechen, auf dem sich das Teilchenbündel innerhalb des Sektorfeldes bewegt. Man kann so die Dipolstärke und damit die Ablenkwirkung des vorhandenen Sektorfeldes etwas ändern, große Änderungen sind wegen der nur geringen\Strombe lastbarkeit gedruckter Schaltungen nur schwer zu erreichen. Mit geringen Stromstärken kann man auch die Quadrupolstärke nur wenig verändern. Die H e χ a ρ ο 1 stärke und die 0 k t u ρ ο stärke können dagegen schon bei geringem Stromaufwand erheblich veränderlich gemacht werden. In diesem Fall sind für jede Spule kreisförmige Unterbrechungen vorzusehen ( vgl. Fig_o20); denn nur mittels solcher Unterbrechungen ist es möglich, die Zusatzfeldstärke proportional der 1.2. 3······ höheren Po tenz des Radius anwachsen zu lassen.

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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die besonders auf solche Fälle abgestimmt ist, "bei denen der Querschnitt der Teilchenbündel im wesentlichen kreisförmig ist, wie etwa im Falle eines Elektronenmikroskops, ist in Fig« 21 gezeigt· Diese Ausführung entspricht im Prinzip der Fig. 5, das Joch ist jedoch im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ausgebildet und auch die verschiedenen verwendeten Spulen Sp sind dieser Kreisform angepaßt. Durch Hintereinanderschaltung verschiedener derartiger Vielpolelementc, die jeweils gegeneinander etwas verdreht sind bzw. durch Schraubenlinien förmig geätzte Spulen ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Scherzer'sehen Korrekturelemente in ihrer |

Wirkung nachzubilden.

Die in den Fig. 7b- 15b gezeigte Feldverteilung gilt kor rekt nur in der Nähe der Spulen und ändert sich - wie in Fig.16 angedeutet- zur Mitte hin. Diese Änderungen kann man jedoch erforderlichenfalls leicht beheben, indem man die Stromdichte in der Spule leicht ändert. Die notwendige Stromdichteverteilung ist dann nicht mehr exakt proportional χ ~* . Es treten dann kleine Terme auf mit xⁿ , xⁿ ect. bis x°. Die Größe der Terme erhält man, indem man die Feldstärke in der Mitte des Korrekturelements oder des Magneten vorgibt, sich daraus die notwendige Feldstärke am Orte der Korrekturspulen ausrechnet und diese Feldstärke dann durch geeignete Stromdichteverteilungen in den Spulen erzeugt. Im einzelnen errechnet sich die Stromdichte als proportional zur Feldstärkekomponente parallel zur Korrekturspule·

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Claims

4Z 710117 Π Patentansprüche * ι u / / / υ

1./Spulenanordnung für Justier- "bzw. Bildfehlerkorrekturelemente zur elektromagnetischen Beeinflusst! ,^ von Bündeln geladener Teilchen, insbesondere für Sektorfeldlinsen in Massenspektrometer^

gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung der nachstehend genannten zwei Maßnahmen, die darin bestehen,

a) daß die Spulen gemäß der Technik der gedruckten Schaltungen flächenhaft ausgebildet sind, und

b) daß ein Teil der Windungen jeder Spule so geformt ist, daß dieser Teil ein sich senkrecht zum Bündel der geladenen Teilchen (Teilchenbündel) ortsabhängig änderndes Magnetfeld erzeugt, durch das die Teilchenbahnen je nach ihrer Lage in diesem Magnetfeld unterschiedlich beeinflußt werden.

2. Spulenanordnung nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen so ausgebildet und geformt sind, daß ihre Windungen etwa entsprechend den Umrißlinien eines Rechtecks verlaufen.

3. Spulenanordnung nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen desjenigen Teiles einer Spule, der ein sich senkrecht zum Teilchenbündel ortsabhängig änderndes Magnetfeld erzeugt, in demjenigen Bereich, in den sie im wesentlichen parallel zur Achse des Teilchenbündels verlaufen, zu Stromleit flächen verbreitert sind.

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4. Spoilenanordnung nach den Patentansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule mehrere in derselben Ebene ineinander gewundene Windungen desselben WioklungsSinnes aufweist, deren Stromleitflachen ein quer zum Teilchenbündel (mit x) linear ansteigendes Feld erzeugen, das die Eigenschaften einer Quadrupol-Linse hat (Fig. 7 r 11).

5. Spulenanordnung nach den Patentansprüchen 1 bis 3»

d ad urch gekennzeichnet, daß jede Spule nur eine einzige Windung aufweist, deren Stromleitfläche ein quer zum Teilehenbündel (mit i) linear ansteigendes PeId erzeugt, das die Eigenschaften einer Quadrupol-Linde hat (Pig. 8).

6. Spulenanordnung nach Patentanspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß bei als Rechteck ausgebildeten Stromleitflachen an zwei gegenüberliegenden Seiten der Stromleitfläche, an denen die Stromzuführung erfolgt, nahe den Kanten Aussparungen in der leitenden Fläche vorgesehen sind, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß in der Stromleitfläche eine annähernd gleichmäßige Stromverteilung über die ganze Fläche erfolgt (Fig. 18).

7. Spulenanordnung nach Patentanspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß bei als Rechteck ausgebildeten Stromleitflächen an zwei gegenüberliegenden Seiten der Stromleitfläche, an denen die Stromzuführung erfolgt, Stromleitungen vorgesehen sind, die einen geringeren ohm¹sehen Wideretand als die Stromleitfläche selbst haben (Fig. 19).

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8. Spulenanspruch nach Patentanspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleitflache durch parallel zur Achse des Teilchenbündelβ verlaufende Schlitze in Teilflächen aufgeteilt ist, deren Breite so gewählt ist, daß sich in den einzelnen Stromleitflächenteilen eine über die ganze leitende Fläche möglichst gleichmäßige Stromver- . teilung ergibt (Pig. 9).

9. Spulenanordnung nach Patentanspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze zwischen den Stromleitfläehen nur in dem mittleren Teil der Stromleitfläche vorgesehen sind (Fig. 17).

10. Spulenanordnung nach den Patentansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule aus'zwei spiegelbildlich gleichen Spulen nach Patentanspruch 4 oder Patentanspruch 5 bestehen, die derart parallel geschaltet sind, daß sie in zueinander entgegengesetztem Wicklungssinn von Strom durchflossen werden und dabei ein Feld erzeugen, das eine in der Mittelebene (y = 0) mit χ sich ändernde Verteilung und damit die Eigenschaften einer Oktupol Linse hat (Fig. 14, 15).

11. Spulenanordnung nach den Patentansprüchen 1 bis 3_f

dadu rch gekennzeichnet, daß jede Spule aus zwei spiegelbildlich gleichen Spulen nach Patentanspruch 4 oder Patentanspruch 5 besteht, die miteinander derart in Reihe geschaltet sind, daß sie beide im selben Wicklungssinn von Strom durchflossen werden und dabei ein Feld erzeugen, das in der Mittel-

ebene (y » 0) eine mit χ sich ändernde Verteilung und damit die Eigenschaften einer Hexapol-Linse hat (Fig.12, 13)

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12. Spulenanordnung nach den Patentansprüchen 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß den mit zu Stromleitflächen verbreiteten Windungsteilen ausgebildeten Spulen eine weitere, gemäß der Technik der gedruckten Schaltungen flächenhaft ausgebildete Spule (Zusatzspule) zugeordnet ist, die ebenfalls etwa entsprechend den Umrißlinien eines Rechtecks geformt, aber unter Verzicht auf Stromleitflächen gleichmäßig gewunden ist und die für sich ein homogenes Feld parallel zur y-Achse erzeugt, das beim Beeinflussen eines Teilchenbündels für alle Teilchenbahnen dieselbe Ablenkung bewirkt (Pig. 6a, 6b).

13.Spulenanordnung nach den Patentansprüchen 1 bis 12, y

d ad urch gekennzeichnet, daß Spulen verschiedener Ordnung (Dipol, Quadrupol, Hexapol, Oktupol...) im Hohlraum eines aus ferromagnetischem Material bestehenden Joches (G in Pig. 5) über- oder hintereinander angebracht und dabei derart angeordnet sind, daß eine als Korrektur gewünschte Feldverteilung quer zur Richtung des Teilchenbündels erreicht wird.

14· Spulenanordnung nach Patentanspruch 13»

dadurch gekennzeichnet, j

daß das Joch in Form eines rechteckigen Kastens ausgebildet ist (Fig. 5).

15. Spulenanordnung nach Patentanspruch 13»

dadurch gekennzeichnet, daß das Joch in Form eines Hohlzylinders (HZ) ausgebildet ist (Fig. 21).

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16. Spulenanordnung nach den Patentansprüchen 14 - 16,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen derselben Ordnung (z.B. Quadrupole) innerhalb dee Joches derart angeordnet sind, daß sie sich paarweise gegenüberliegen.

17. Spulenanordnung nach Patentanspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Spulen der Innenform des Joches (flach oder gewölbt) angepaßt ist.

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Le e rs e ί te