RU2364004C1

RU2364004C1 - Power filter for corpuscular-optical system of image construction and transmission

Info

Publication number: RU2364004C1
Application number: RU2008110256/28A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Данилович Саченко (RU); Вячеслав Данилович Саченко
Original assignee: Вячеслав Данилович Саченко
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-08-10

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to corpuscular-optical instrument making. Power filter (PF) comprises the first magnetic deflector (MD1) with optical axis shifted through 90°, first matching lens unit (MLU₁), power analyser (PA), second matching lens unit (MLU₂), second magnetic deflector (MD₂) and power diaphragm (PD). PF input arm represents the first input arm of MD_1, its first optical axis passing from the first input to first output of MD₁. First output arm of MD₁ and input arm of PA are located on the axis MLU₁. PA output arm and MD₂ are located on MLU₂axis. MD₂ output arm is aligned with the first input arm of MD₁, while PA is located on PF. The nit of guide lens (UGL) is located between MD₁ and MD₂. MLU₁, MLU₂ and UGL represent axially symmetric lenses. MD has two inputs, two outputs and three optical axes. Note here that MD second input is located on straight line aligned with its first input arm. Its second input is located on the straight line aligned with its first output arm. MD₁ is connected to variable-polarity power source. MD₂ output arm is directed toward MD₁ while MD₁ output arm makes output arm of PF. MLU₁ and MLU₂ can accommodate retarding and accelerating lenses. PA can be built around semi-spherical condenser.

EFFECT: expanded performances due to power dispersion in wide range.

7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к корпускулярно-оптическому приборостроению и может быть использовано при конструировании корпускулярно-оптических систем формирования и передачи изображения (КОСФПИ) с возможностью энергофильтрации и/или прецизионного энергоанализа. Предпочтительными областями его использования являются эмиссионные электронная микроскопия и энергоспектроскопия объектов микро- и нанотехнологии, зеркальная электронная микроскопия, вторично-эмиссионная ионная микроскопия, микро- и нанолитография, а также времяпролетные электронные энергоспектроскопия и микроскопия.The invention relates to corpuscular-optical instrumentation and can be used in the design of corpuscular-optical systems for the formation and transmission of images (KOSPPI) with the possibility of energy filtration and / or precision energy analysis. Preferred fields of its use are emission electron microscopy and energy spectroscopy of micro- and nanotechnology objects, specular electron microscopy, secondary emission ion microscopy, micro- and nanolithography, and also time-of-flight electron energy spectroscopy and microscopy.

Известен энергетический Омега-фильтр для КОСФПИ, входное и выходное плечи которого расположены на оптической оси упомянутой корпускулярно-оптической системы, содержащий установленные по направлению передачи изображения первый магнитный дефлектор (МД₁), энергоанализатор, образованный магнитными секторами, второй магнитный дефлектор (МД₂) и энергетическую диафрагму (ЭД). МД₁ выполняет функцию направления информационного корпускулярного пучка (ИКП) к энергоанализатору (здесь и далее под ИКП подразумевается корпускулярный пучок, передающий изображение исследуемого участка поверхности образца или дифракционной картины, сформированной в фокальной плоскости объектива КОСФПИ и содержащей информацию о кристаллической структуре исследуемого образца, или передающий информацию об энергоспектре электронов, эмитированных с поверхности образца), а МД₂ - направления ИКП от выхода энергоанализатора к регистрационному экрану (РЭ) КОСФПИ (см., например: ЕР 0218920, H01J 37/05, 37/26, 37/04, 49/44, 49/00, 1988; JP 7282773, H01J 37/05, 37/26, 37/04, 49/44, 49/40, 1995; US 6307205, H01J 37/05, 37/04, 49/44, 49/48, 49/42, 49/00, G21K 1/093, 1/00, 2001). В данном техническом решении входное плечо МД₁ совпадает с входным плечом энергофильтра, а выходное плечо МД₂ соосно входному плечу МД₁ и служит выходным плечом энергофильтра. Конструкция данного энергофильтра позволяет отключать его от КОСФПИ без изменения дальнейшего направления передачи корпускулярного изображения, что обеспечивает возможность передачи изображения как с подключением энергофильтра для энергофильтрации или энергоспектроскопии, так и минуя энергофильтр, что упрощает настройку соответствующей КОСФПИ.Known energy Omega filter for KOSPPI, the input and output shoulders of which are located on the optical axis of the said particle-optical system, containing installed in the direction of image transmission, the first magnetic deflector (MD ₁ ), an energy analyzer formed by magnetic sectors, the second magnetic deflector (MD ₂ ) and energy diaphragm (ED). MD ₁ performs the function of directing the information corpuscular beam (ICP) to the energy analyzer (hereinafter, ICP refers to the corpuscular beam transmitting an image of the studied area of the sample surface or diffraction pattern formed in the focal plane of the KOSPPI lens and containing information about the crystal structure of the studied sample, or transmitting information about the energy spectrum of electrons emitted from the surface of the sample), and MD ₂ - the direction of the ICP from the output of the energy analyzer to registration KOSPPI on-screen (RE) (see, for example: EP 0218920, H01J 37/05, 37/26, 37/04, 49/44, 49/00, 1988; JP 7282773, H01J 37/05, 37/26, 37/04, 49/44, 49/40, 1995; US 6307205, H01J 37/05, 37/04, 49/44, 49/48, 49/42, 49/00, G21K 1/093, 1/00 , 2001). In this technical solution, the input arm of MD ₁ coincides with the input arm of the energy filter, and the output arm of MD ₂ coaxial to the input arm of MD ₁ and serves as the output arm of the energy filter. The design of this energy filter allows you to disconnect it from KOSPPI without changing the further direction of transmission of the corpuscular image, which provides the possibility of image transmission with the connection of the energy filter for energy filtration or energy spectroscopy, and bypassing the energy filter, which simplifies the configuration of the corresponding KOSPPI.

Тем не менее эта конструкция имеет следующие недостатки: невозможность вариации энергетической дисперсии в режимах энергофильтрации или энергоспектроскопии и полное отсутствие энергетической дисперсии при работе с отключенным энергофильтром.Nevertheless, this design has the following disadvantages: the impossibility of varying the energy dispersion in the modes of energy filtration or energy spectroscopy and the complete absence of energy dispersion when working with the power filter turned off.

Известен также энергофильтр для КОСФПИ, где в качестве энергоанализатора использован сферический электростатический конденсатор. Здесь, как и в Омега-фильтре, выходная и входная оптические оси энергофильтра соосны, однако в отличие от Омега-фильтра криволинейный участок оптической оси данного энергофильтра представляет собой замкнутую петлю с суммарным углом поворота 360°. МД₁ и МД₂ конструктивно совмещены. Для обеспечения энергофильтрации в электростатическом поле конденсатора установлен дисперсионный экран (US 2005285032, H01J 37/05, 37/04, 49/48, 49/00, 47/00, 2005).An energy filter for KOSPPI is also known, where a spherical electrostatic capacitor is used as an energy analyzer. Here, as in the Omega filter, the output and input optical axes of the energy filter are aligned, however, unlike the Omega filter, the curved section of the optical axis of this energy filter is a closed loop with a total rotation angle of 360 °. MD ₁ and MD _{2 are} structurally combined. To ensure energy filtration, a dispersion screen is installed in the electrostatic field of the capacitor (US 2005285032, H01J 37/05, 37/04, 49/48, 49/00, 47/00, 2005).

Недостатками данного технического решения являются неизбежные искажения передаваемого изображения, обусловленные возмущением поля конденсатора дисперсионным экраном, и неэффективность последнего.The disadvantages of this technical solution are the inevitable distortion of the transmitted image due to perturbation of the capacitor field by the dispersion screen, and the inefficiency of the latter.

Между тем современные методики спектроэлектронной микроскопии требуют обеспечения двух альтернативных энергодисперсионных режимов:Meanwhile, modern methods of spectroelectron microscopy require the provision of two alternative energy dispersive modes:

а) энергоспектроскопического режима с высокопрецизионной энергофильтрацией передаваемых корпускулярных изображений, для обеспечения которого необходима большая энергетическая дисперсия энергофильтра;a) energy spectroscopic mode with high-precision energy filtration of transmitted corpuscular images, which requires a large energy dispersion of the energy filter;

б) энергоспектрографического режима отображения исследуемого энергетического спектра на РЭ, требующего значительного уменьшения (но не до нуля!) энергетической дисперсии энергофильтра.b) the energy spectrographic mode of displaying the studied energy spectrum on the RE, requiring a significant reduction (but not to zero!) of the energy dispersion of the energy filter.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является энергофильтр для КОСФПИ, входное и выходное плечи которого расположены на ее оптической оси, содержащий установленные по направлению передачи изображения МД₁, выполненный с поворотом оптической оси на 90°, первый блок согласующих линз (БСЛ₁), энергоанализатор, второй блок согласующих линз (БСЛ₂), МД₂ и ЭД. Входным плечом энергофильтра служит первое входное плечо МД₁ Первая оптическая ось в МД₁ проходит от первого входа к первому выходу. Первое выходное плечо МД₁ и входное плечо энергоанализатора лежат на оптической оси БСЛ₁, выходное плечо энергоанализатора и входное плечо МД₂ лежат на оптической оси БСЛ₂, выходное плечо МД₂ соосно первому входному плечу МД₁, а ЭД установлена на выходном плече энергофильтра, которым служит выходное плечо МД₂. В прототипе суммарный угол поворота оптической оси энергофильтра равен нулю, энергоанализатор составлен из последовательно расположенных двух магнитных секторов, каждый из которых имеет угол отклонения оптической оси, равный 90°,Closest to the claimed technical essence is an energy filter for KOSPPI, the input and output shoulders of which are located on its optical axis, containing MD ₁ mounted in the image transmission direction, made with the optical axis rotated 90 °, the first block of matching lenses (BSL ₁ ), energy analyzer, the second block of matching lenses (BSL ₂ ), MD ₂ and ED. The input arm of the energy filter is the first input arm of MD _1. The first optical axis in MD ₁ passes from the first input to the first output. The first output arm MD ₁ and the input arm of the energy analyzer lie on the optical axis of the BSL ₁ , the output arm of the energy analyzer and the input arm of MD ₂ lie on the optical axis of the BSL ₂ , the output arm of MD _{2 is} aligned with the first input arm of the MD ₁ , and the ED is mounted on the output arm of the energy filter, which is the output arm of MD ₂ . In the prototype, the total angle of rotation of the optical axis of the energy filter is zero, the energy analyzer is composed of two magnetic sectors arranged in series, each of which has an optical axis deviation angle of 90 °,

БСЛ₁ и БСЛ₂ составлены из квадрупольных линз для последовательной коррекции астигматизма передаваемого изображения; МД₁ установлен для согласования входной оптической оси энергофильтра с оптической осью энергоанализатора, а МД₂ введен в энергофильтр для согласования оптической оси энергоанализатора с оптической осью КОСФПИ (ЕР 0967630, H01J 37/05, 37/153, 37/26, 37/04, 49/46, 2000).BSL ₁ and BSL _{2 are} composed of quadrupole lenses for sequential correction of astigmatism of the transmitted image; MD _{1 is} installed to match the input optical axis of the energy filter with the optical axis of the energy analyzer, and MD _{2 is} inserted into the energy filter to match the optical axis of the energy analyzer with the optical axis of KOSFPI (EP 0967630, H01J 37/05, 37/153, 37/26, 37/04, 49/46, 2000).

Однако прототип обладает низкой энергетической дисперсией. Кроме того, он не позволяет варьировать значения этой дисперсии, что имеет следствием ограничение возможностей его использования.However, the prototype has a low energy dispersion. In addition, it does not allow varying the values of this dispersion, which has the consequence of limiting the possibilities of its use.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение функций энергофильтра за счет создания возможностей вариации коэффициента его энергетической дисперсии в широком диапазоне.The technical task of the invention is the expansion of the functions of the energy filter by creating possibilities for varying the coefficient of its energy dispersion in a wide range.

Решение указанной технической задачи состоит в том, что в энергофильтр для КОСФПИ, входное и выходное плечи которого расположены на ее оптической оси, содержащий расположенные по направлению передачи изображения МД₁, выполненный с поворотом оптической оси на 90°, БСЛ₁, энергоанализатор, БСЛ₂,The solution to this technical problem consists in the fact that in the energy filter for KOSPPI, the input and output shoulders of which are located on its optical axis, containing MD ₁ located in the direction of image transmission, made with the optical axis rotated 90 °, BSL ₁ , energy analyzer, BSL ₂ ,

МД₂ и ЭД, в котором первая оптическая ось МД₁ проходит от первого входа к первому выходу МД₁, первое выходное плечо МД₂ и входное плечо энергоанализатора лежат на оптической оси БСЛ₁, выходное плечо энергоанализатора и входное плечо МД₂ лежат на оптической оси БСЛ₂, выходное плечо МД₂ соосно первому входному плечу МД₁, а ЭД установлена на выходном плече энергофильтра, вносятся изменения:MD ₂ and ED, in which the first optical axis MD ₁ passes from the first input to the first output MD ₁ , the first output arm MD ₂ and the input arm of the energy analyzer lie on the optical axis BSL ₁ , the output arm of the energy analyzer and the input arm MD ₂ lie on the optical axis BSL ₂ , the output arm of MD _{2 is} aligned with the first input arm of MD ₁ , and the ED is mounted on the output arm of the energy filter, changes are made:

1) дополнительно введен блок направляющих линз (БНЛ), выполненный на основе осесимметричных электронных линз и установленный между МД₁ и МД₂ соосно выходному плечу МД₂ для осуществления оптического сопряжения соответствующих главных точек МД₁ и МД₂ в режиме передачи изображения через энергоанализатор;1) an additional guide lens unit (BNL) has been introduced, made on the basis of axisymmetric electronic lenses and installed between MD ₁ and MD ₂ coaxially to the output arm of MD ₂ for optical pairing of the corresponding main points of MD ₁ and MD ₂ in the image transmission mode through an energy analyzer;

2) БСЛ₁ и БСЛ₂ выполнены на основе осесимметричных электронных линз из расчета оптического сопряжения центральной точки энергоанализатора и соответствующих главных точек МД₁ и МД₂;2) BSL ₁ and BSL _{2 are} made on the basis of axisymmetric electronic lenses based on the optical conjugation of the center point of the energy analyzer and the corresponding main points MD ₁ and MD ₂ ;

3) МД₁ выполнен с двумя входами, двумя выходами и тремя геометрически идентичными оптическими осями, причем:3) MD _{1 is} made with two inputs, two outputs and three geometrically identical optical axes, moreover:

- второй вход расположен на прямой, соосной первому входному плечу;- the second entrance is located on a straight line, coaxial to the first input shoulder;

- второй выход расположен на прямой, соосной первому выходному плечу;- the second exit is located on a straight line, coaxial to the first output shoulder;

- вторая оптическая ось проходит от второго входа ко второму выходу;- the second optical axis passes from the second input to the second output;

- третья оптическая ось проходит от первого входа ко второму выходу;- the third optical axis passes from the first input to the second output;

4) МД₁ электрически подключен к источнику тока, снабженному переключателем полярности;4) MD _{1 is} electrically connected to a current source equipped with a polarity switch;

5) выходное плечо МД₂ направлено в сторону МД₁;5) the output arm of MD _{2 is} directed towards MD ₁ ;

6) в качестве выходного плеча энергофильтра служит второе выходное плечо МД₁.6) as the output arm of the energy filter is the second output arm of MD ₁ .

Указанная совокупность известных и новых отличительных признаков необходима и достаточна для функционирования предлагаемого энергофильтра с впервые достигнутой возможностью электрического управления коэффициентом энергетической дисперсии.The specified set of known and new distinguishing features is necessary and sufficient for the functioning of the proposed energy filter with the first achieved possibility of electrical control of the energy dispersion coefficient.

Причинно-следственная связь внесенных изменений с достигнутым техническим результатом заключается в следующем.The causal relationship of the changes made with the achieved technical result is as follows.

Управление режимами работы энергофильтра осуществляется переключением магнитной полярности МД₁ на противоположную за счет изменения направления тока, питающего обмотку магнитной катушки МД₁. Таким путем обеспечивается работа энергофильтра в двух альтернативных энергодисперсионных режимах, а именно:The energy filter operating modes are controlled by switching the magnetic polarity of MD ₁ to the opposite by changing the direction of the current supplying the winding of the magnetic coil of MD ₁ . In this way, the energy filter is ensured in two alternative energy dispersion modes, namely:

1) без прохождения ИКП энергоанализатора (энергоспектрографический режим);1) without passing the ICP energy analyzer (energy spectrographic mode);

2) с прохождением ИКП через энергоанализатор (энергоспектроскопический режим).2) with the passage of the ICP through the energy analyzer (energy spectroscopic mode).

В первом случае угловая энергетическая дисперсия ИКП при выходе из энергофильтра становится минимальной (но не нулевой!), что позволяет в данном режиме отобразить на РЭ весь исследуемый энергетический спектр либо достигнуть максимальной интенсивности передаваемого корпускулярного изображения (в последней ситуации уровень освещенности корпускулярного изображения и степень его энергофильтрации регулируются размером отверстия ЭД). Во втором случае возможно осуществить высокопрецизионную энергоспектроскопию передаваемого корпускулярного изображения.In the first case, the angular energy dispersion of the ICP when exiting the energy filter becomes minimal (but not zero!), Which makes it possible to display the entire energy spectrum under study in RE or to achieve maximum intensity of the transmitted particle image (in the latter situation, the level of illumination of the particle image and its degree energy filtration is regulated by the size of the ED hole). In the second case, it is possible to carry out high-precision energy spectroscopy of the transmitted corpuscular image.

По сравнению с прототипом изменены и дополнены функции МД₁ и МД₂, а именно:Compared with the prototype, the functions of MD ₁ and MD _{2 are} changed and supplemented, namely:

- МД₁ дополнительно выполняет новые функции: направление ИКП к РЭ и создание минимальной энергетической дисперсии ИКП на выходе из энергофильтра в энергоспектрографическом режиме;- MD ₁ additionally performs new functions: directing the ICP to the RE and creating a minimum energy dispersion of the ICP at the output of the energy filter in the energy spectrographic mode;

- МД₂ направляет ИКП в сторону МД₁ (в прототипе МД₂ направлял ИКП к РЭ).- MD ₂ directs the ICP towards MD ₁ (in the prototype MD ₂ sent the ICP to the RE).

Значительного повышения энергетической дисперсии в энергоспектроскопическом режиме можно добиться путем замедления ИКП перед входом в энергоанализатор с помощью замедляющей линзы, установленной в БСЛ₁. В этом варианте БСЛ₂ включает в свой состав ускоряющую линзу, что необходимо для восстановления энергии ИКП перед его входом в МД₂ (п.2 формулы). Дополнительное расширение диапазона изменения энергетической дисперсии в этом варианте обусловлено тем, что энергетическая дисперсия энергоанализатора обратно пропорциональна величине средней энергии проходящего через него ИКП. Поэтому данную дисперсию можно регулировать напряжением, подаваемым на ближайшие к энергоанализатору крайние электроды указанных линз. При этом имеется дополнительная возможность расширить диапазон величин данной дисперсии за счет вариации оптической силы указанных иммерсионных линз путем изменения напряжений на их фокусирующих электродах.A significant increase in the energy dispersion in the energy spectroscopic mode can be achieved by slowing down the ICP before entering the energy analyzer using a retardation lens installed in BSL ₁ . In this embodiment, BSL ₂ includes an accelerating lens, which is necessary to restore the energy of the ICP before it enters MD ₂ (claim 2 of the formula). An additional extension of the range of variation of the energy dispersion in this embodiment is due to the fact that the energy dispersion of the energy analyzer is inversely proportional to the average energy of the ICP passing through it. Therefore, this dispersion can be controlled by the voltage supplied to the extreme electrodes of these lenses closest to the energy analyzer. At the same time, there is an additional opportunity to expand the range of values of this dispersion by varying the optical power of these immersion lenses by changing the voltages at their focusing electrodes.

Энергетическая дисперсия принимает максимальные значения, если БСЛ₁ и БСЛ₂ настроены в режим формирования промежуточных изображений, требующий высоких значений оптической силы линз БСЛ₂. При этом целесообразно установление дополнительной щелевой энергетической диафрагмы (ДЩЭД) на оптической оси второго блока согласующих линз для увеличения энергетического разрешения (п.3 формулы). Установка ДЩЭД и формирование кроссовера ИКП в ее плоскости позволяют реализовать высокопрецизионную энергоспектроскопию передаваемого изображения с максимальной трансмиссией, поскольку дисперсия энергоанализатора не образуется в направлении, перпендикулярном его средней плоскости. Для равномерного распределения освещенности передаваемого изображения ЭД, установленная на выходном плече энергофильтра, выполнена с круглым отверстием.Energy dispersion takes maximum values if BSL ₁ and BSL _{2 are} set to the intermediate image formation mode, which requires high optical power of BSL ₂ lenses. In this case, it is advisable to establish an additional slotted energy diaphragm (DSED) on the optical axis of the second block of matching lenses to increase the energy resolution (claim 3 of the formula). The installation of the ДДДЭД and the formation of the ICP crossover in its plane make it possible to realize high-precision energy spectroscopy of the transmitted image with maximum transmission, since the dispersion of the energy analyzer is not formed in the direction perpendicular to its middle plane. For a uniform distribution of the illumination of the transmitted image, the ED mounted on the output arm of the energy filter is made with a round hole.

При техническом осуществлении энергофильтра в качестве энергоанализатора может быть использован энергоанализатор магнитного типа со стигматичной фокусировкой (см., например: US 3761707, H01J 49/32, 49/26, 1973; US 6066852, H01J 37/05, 49/44, 49/46, 49/48, 37/04, 49/00, 2000). Это позволяет упростить конструкцииIn the technical implementation of the energy filter, a magnetic type energy analyzer with stigmatic focusing can be used as an energy analyzer (see, for example: US 3761707, H01J 49/32, 49/26, 1973; US 6066852, H01J 37/05, 49/44, 49 / 46, 49/48, 37/04, 49/00, 2000). This simplifies the design.

БСЛ₁ и БСЛ₂, изъяв из них квадрупольные линзы, в связи с отпавшей необходимостью выполнения функции коррекции астигматизма, возникающего при передаче изображения. Еще более целесообразно использовать в качестве энергоанализатора электростатический сферический конденсатор, обеспечивающий, как известно, стигматизм передачи ИКП при любом угле отклонения оптической оси. Такое выполнение обладает простотой и удобством регулирования напряженности поля энергоанализатора (пропорционально энергии ИКП на его входе) путем изменения напряжения на обкладках сферического конденсатора. В данном варианте наиболее целесообразно выполнение энергоанализатора на базе полусферического конденсатора (п.4 формулы). При этом достигается максимум энергодисперсионного коэффициента, и, как установлено автором, дисторсия корпускулярного изображения, обусловленная действием краевых полей конденсатора, в данном варианте минимальна.BSL ₁ and BSL ₂ , having removed quadrupole lenses from them, due to the need to perform the function of correcting astigmatism that occurs during image transmission. It is even more advisable to use an electrostatic spherical capacitor as an energy analyzer, which, as you know, provides stigmatism for the transmission of ICPs at any angle of deviation of the optical axis. This embodiment has the simplicity and convenience of regulating the field strength of the energy analyzer (in proportion to the energy of the ICP at its input) by changing the voltage on the plates of a spherical capacitor. In this embodiment, the most appropriate implementation of the energy analyzer based on a hemispherical capacitor (paragraph 4 of the formula). In this case, the maximum energy-dispersion coefficient is achieved, and, as established by the author, the distortion of the particle image due to the action of the edge fields of the capacitor is minimal in this embodiment.

Полюсные наконечники магнитных дефлекторов могут быть плоскими. Однако для гибкой настройки сопрягающихся оптических осей целесообразно выполнение МД₁ и/или МД₂ с цилиндрическими границами полюсных наконечников (п.5 формулы).The pole pieces of the magnetic baffles may be flat. However, for flexible adjustment of the mating optical axes, it is advisable to perform MD ₁ and / or MD ₂ with cylindrical boundaries of the pole pieces (claim 5 of the formula).

Для дальнейшего расширения функциональных возможностей энергофильтр может быть дополнительно оснащен третьим магнитным дефлектором (МД₃), выход которого связан с первым входом МД₁ непосредственно или через блок транспортирующих линз (БТЛ) для оптического сопряжения выходной главной точки МД₃ и входной главной точки МД₁ и вариации увеличения передаваемого изображения; при этом выходное плечо МД₃ соосно первому входному плечу МД₁ (п.6 формулы). В данном варианте изображение образца передается электронными линзами объектива КОСФПИ в главную плоскость МД₃ для обеспечения ахроматичности дальнейшей передачи изображения. Варьируя возбуждения линз, входящих в состав БТЛ, можно электрическим путем управлять изменением энергетической дисперсии энергофильтра в энергоспектрографическом режиме, поскольку величина коэффициента угловой дисперсии на выходе из энергофильтра зависит от значения коэффициента оптического увеличения БТЛ при передаче корпускулярного изображения из МД₃ в МД₁. Автором установлено, что при совпадении полярностей МД₃ и МД₁ в энергоспектрографическом режиме в варианте передачи корпускулярного изображения без образования промежуточного изображения в БТЛ величина коэффициента угловой энергетической дисперсии энергофильтра в энергоспектрографическом режиме равнаTo further expand the functionality, the energy filter can be additionally equipped with a third magnetic deflector (MD ₃ ), the output of which is connected to the first input of MD ₁ directly or through a block of transporting lenses (BTL) for optical coupling of the output main point of MD ₃ and the input main point of MD ₁ and variation in magnification of the transmitted image; wherein the output arm of MD _{3 is} aligned with the first input arm of MD ₁ (claim 6 of the formula). In this embodiment, the image of the sample is transmitted by the electronic lenses of the KOSPPI lens to the main plane of MD ₃ to ensure achromaticity of the further transmission of the image. By varying the excitations of the lenses included in the BTL, it is possible to electrically control the change in the energy dispersion of the energy filter in the energy spectrographic mode, since the value of the angular dispersion coefficient at the output of the energy filter depends on the value of the optical increase coefficient of the BTL when transferring the particle image from MD ₃ to MD ₁ . The author found that if the polarities MD ₃ and MD ₁ coincide in the energy spectrographic mode, in the variant of transmitting a corpuscular image without the formation of an intermediate image in BTL, the value of the angular energy dispersion coefficient of the energy filter in the energy spectrographic mode is

где К - коэффициент угловой дисперсии энергофильтра;where K is the coefficient of angular dispersion of the energy filter;

N₁ и N₃ - коэффициенты угловой энергетической дисперсии МД₁ и МД₃ соответственно;N ₁ and N ₃ are the angular energy dispersion coefficients of MD ₁ and MD _3, respectively;

М - абсолютная величина коэффициента оптического увеличения БТЛ.M is the absolute value of the optical zoom coefficient BTL.

При электрической настройке возбуждений линз БТЛ, соответствующей передаче корпускулярного изображения с образованием промежуточного в БТЛ изображения, величина коэффициента угловой энергетической дисперсии энергофильтра равнаWhen electrically adjusting the BTL lens excitations corresponding to the transfer of a particle image with the formation of an intermediate image in the BTL, the value of the angular energy dispersion coefficient of the energy filter is

Если полярность МД₃ установлена противоположно полярности МД₁ в энергоспектрографическом режиме, то в варианте передачи корпускулярного изображения без образования промежуточного изображения в БТЛ величина коэффициента угловой дисперсии энергофильтра определяется согласно формуле (2), а при электрической настройке возбуждений линз БТЛ, соответствующей образованию промежуточного изображения в БТЛ, величина коэффициента угловой энергетической дисперсии энергофильтра определяется согласно формуле (1).If the polarity of MD _{3 is} set opposite to the polarity of MD ₁ in the energy spectrographic mode, then in the variant of transmitting a particle image without the formation of an intermediate image in BTL, the magnitude of the coefficient of angular dispersion of the energy filter is determined according to formula (2), and when electrically adjusting the excitations of BTL lenses corresponding to the formation of the intermediate image BTL, the value of the coefficient of angular energy dispersion of the energy filter is determined according to formula (1).

Таким образом, во всех указанных вариантах настройки БТЛ энергетическая дисперсия энергофильтра в энергоспектрографическом режиме может быть изменена электрическим путем за счет вариации величины М посредством соответствующего изменения электрических возбуждений линз, входящих в состав БТЛ. Тем самым расширяется диапазон значений энергетической дисперсии энергофильтра в энергоспектрографическом режиме.Thus, in all these BTL tuning options, the energy dispersion of the energy filter in the energy spectrographic mode can be changed electrically by varying the M value by correspondingly changing the electric excitations of the lenses that make up the BTL. Thus, the range of values of the energy dispersion of the energy filter in the energy spectrographic mode is expanded.

При выполнении МД₃ с дополнительным входом и дополнительной оптической осью, проходящей с геометрическим сопряжением дополнительного входа и входного плеча энергофильтра, для возможности подключения электронной пушки (ЭП) к КОСФПИ (п.7 формулы) появляется возможность получения электронных дифракционных картин, содержащих топографическую информацию о приповерхностном слое исследуемого образца. В этом случае применение предлагаемого энергофильтра позволяет осуществить энергоспектроскопию дифракционной картины, что дает дополнительную физико-химическую информацию об исследуемом образце.When performing MD ₃ with an additional input and an additional optical axis passing through the geometric conjugation of the additional input and the input arm of the energy filter, for the possibility of connecting an electron gun (EF) to KOSPPI (claim 7), it becomes possible to obtain electronic diffraction patterns containing topographic information about the surface layer of the test sample. In this case, the use of the proposed energy filter allows energy spectroscopy of the diffraction pattern, which gives additional physico-chemical information about the sample under study.

На фиг.1 приведена схема энергофильтра, выполненного с использованием пп.1÷5 формулы изобретения; на фиг.2 приведена схема энергофильтра, выполненного с использованием пп.1÷7 формулы изобретения. Места промежуточных изображений отмечены поперечными стрелками.Figure 1 shows a diagram of an energy filter made using claims 1 to 5 of the claims; figure 2 shows a diagram of an energy filter made using claims 1 to 7 of the claims. Places of intermediate images are marked by transverse arrows.

В данных примерах МД₁ и МД₂ выполнены в виде конструкций с плоскопараллельными парами магнитных полюсных наконечников, симметрично установленных относительно средней плоскости, в которой лежат оптические оси и в которой происходит формирование поперечной энергетической дисперсии. В направлении, перпендикулярном к средней плоскости, энергетической дисперсии нет. Оптические оси МД₁ и МД₂ обозначены дугами.In these examples, MD ₁ and MD _{2 are} made in the form of structures with plane-parallel pairs of magnetic pole pieces symmetrically mounted relative to the middle plane in which the optical axes lie and in which the transverse energy dispersion forms. In the direction perpendicular to the middle plane, there is no energy dispersion. The optical axes of MD ₁ and MD _{2 are} indicated by arcs.

Во избежание усложнения схем известные детали, касающиеся устройства элементов энергофильтра, опущены, а обе главные точки каждого из магнитных дефлекторов совмещены в оптических центрах последних. В действительности входная и выходная главные точки МД₁ и МД₂ несколько смещены от оптических центров. Однако эти смещения малы, поскольку с оптической точки зрения МД₁ и МД₂ представлют собой слабые линзы.In order to avoid complicating the schemes, well-known details regarding the arrangement of the elements of the energy filter are omitted, and both main points of each of the magnetic deflectors are combined in the optical centers of the latter. In reality, the input and output principal points of MD ₁ and MD _{2 are} somewhat offset from the optical centers. However, these biases are small, since from the optical point of view, MD ₁ and MD ₂ are weak lenses.

В энергофильтре (фиг.1) для КОСФПИ его входное а и выходное е плечи установлены на оптической оси КОСФПИ. Энергофильтр содержит расположенные по направлению передачи изображения МД₁ (поз.1), выполненный с поворотом оптической оси на 90°, БСЛ₁ (поз.2), энергоанализатор (поз.3), БСЛ₂ (поз.4), МД₂ (поз.5) и ЭД (поз.6). Входным плечом а энергофильтра служит первое входное плечо МД₁ 1, первая оптическая ось r₁/ МД₁ проходит от первого входа к первому выходу МД₁, первое выходное плечо b' МД₁ и входное плечо b" энергоанализатора 3 лежат на оптической оси b БСЛ₁, выходное плечо с" энергоанализатора 3 и входное плечо с'In the energy filter (figure 1) for KOSPPI its input a and output e shoulders are mounted on the optical axis of KOSPPI. The energy filter contains MD ₁ (pos. ₁ ) images located in the direction of transmission, made with the optical axis rotated 90 °, BSL ₁ (pos. 2), an energy analyzer (pos. 3), BSL ₂ (pos. 4), MD ₂ ( pos. 5) and ED (pos. 6). The input arm a of the energy filter is the first input arm MD ₁ 1, the first optical axis r ₁ / MD ₁ passes from the first input to the first output MD ₁ , the first output arm b 'MD ₁ and the input arm b "of the energy analyzer 3 lie on the optical axis b of the BSL ₁ , the output arm with 'energy analyzer 3 and the input arm with'

МД₂ лежат на оптической оси с БСЛ₂, выходное плечо d' МД₂ соосно первому входному плечу а МД₁, а ЭД 6 установлена на выходном плече е энергофильтра. Энергофильтр дополнительно содержит БНЛ 7, выполненный на основе осесимметричных электронных линз с осью d и установленный между МД₁ и МД₂ (поз.1 и 5 соответственно) соосно выходному плечу d' МД₂, БСЛ₁ и БСЛ₂ (поз.2 и 4 соответственно) выполнены на основе осесимметричных электронных линз, МД₁ выполнен с возможностью образования двух входов, двух выходов и трех геометрически идентичных оптических осей r₁, r₄ и r₅,, обеспечивающих соединение соответствующих входов и выходов, причем в МД₁ второй вход расположен на прямой d", соосной первому входному плечу а, второй выход расположен на прямой е, соосной первому выходному плечу b', оптическая ось r₁ соединяет первые вход и выход, вторая оптическая ось r₄ соединяет вторые вход и выход, а третья оптическая ось r₅ соединяет первый вход и второй выход. МД₁ электрически подключен к источнику тока (поз.8), снабженному переключателем полярности. Выходное плечо d' МД₂ направлено в сторону МД₁, а выходным плечом е энергофильтра служит второе выходное плечо МД₁.MD ₂ lie on the optical axis with BSL ₂ , the output arm d 'MD _{2 is} aligned with the first input arm a MD ₁ , and ED 6 is mounted on the output arm e of the energy filter. The energy filter additionally contains BNL 7, made on the basis of axisymmetric electronic lenses with the d axis and installed between MD ₁ and MD ₂ (items ₁ and 5, respectively) coaxially to the output arm d 'MD ₂ , BSL ₁ and BSL ₂ (items ₂ and 4 respectively) are made on the basis of axisymmetric electronic lenses, MD _{1 is} configured to form two inputs, two outputs and three geometrically identical optical axes r ₁ , r ₄ and r ₅ , providing the connection of the corresponding inputs and outputs, and in MD _{1 the} second input is located on line d ", coaxial to the first input the shoulder and the second outlet is located on the line e, coaxial with the first output port b ', Optical r ₁ axis connects the first input and an output, the second lens r ₄ axis connects the second input and output, and the third lens r axle ₅ connects a first input and a second output MD _{1 is} electrically connected to a current source (pos. 8) equipped with a polarity switch. The output arm d 'of MD _{2 is} directed towards MD ₁ , and the output arm of the energy filter is the second output arm of MD ₁ .

Энергофильтр выполнен с использованием пп.1-5 формулы, а именно:The energy filter is made using claims 1-5 of the formula, namely:

- в БСЛ₁ и БСЛ₂ (поз.2 и 4) установлены замедляющая и ускоряющая электростатические линзы соответственно;- in BSL ₁ and BSL ₂ (pos. 2 and 4) there are retarding and accelerating electrostatic lenses, respectively;

- на оптической оси с БСЛ₂ установлена ДЩЭД 9;- on the optical axis with BSL ₂ installed DSCHED 9;

- в качестве энергоанализатора 3 установлен полусферический конденсатор с оптической осью r_2; - a hemispherical capacitor with an optical axis r _{2 is} installed as an energy analyzer 3 _;

- МД₁ и МД₂ (поз.1 и 5) выполнены с цилиндрическими границами полюсных наконечников;- MD ₁ and MD ₂ (items 1 and 5) are made with cylindrical boundaries of the pole pieces;

- на входном плече а энергофильтра в плоскости кроссовера K₁ установлена съемная контрастная апертура 10.- on the input shoulder and the energy filter in the plane of the crossover K ₁ installed a removable contrast aperture 10.

В энергоспектроскопическом режиме ИКП поступает на вход энергофильтра (плечо а), проходит контрастную апертуру 10 и поступает на первый вход МД₁ (поз.1), полем которого вдоль оптической оси r₁ отклоняется на угол 90° к первому выходу МД₁, приобретая угловую энергетическую дисперсию. При этом оптическими элементами КОСФПИ, установленными перед энергофильтром (на фиг.1 не показаны), корпускулярное изображение передается в главную плоскость МД₁, в которой расположена его входная главная точка (в окрестности центра O₁), что необходимо для обеспечения ахроматичности конечного изображения вне зависимости от выбора полярности МД₁. После выхода из МД₁ на ось b' ИКП через БСЛ₁ (поз.2) поступает на вход энергоанализатора 3, вдоль оптической оси r₂ которого ИКП выходит на ось с, проходит БСЛ₂ (поз.4), в котором он восстанавливает энергию, и поступает на вход МД₂ (поз.5), полярность которого установлена противоположной полярности МД₁, после чего вдоль оптической оси r₃ поворачивает на угол 90° в сторону БНЛ 7, выходя на ось d, и, пройдя БНЛ 7, входит вторично в МД₁ через его второй вход, вдоль его второй оптической оси r₄ выходит через второй выход на ось е, проходит ЭД 6 и с помощью проекционного блока (не показан) передает отфильтрованное по энергии увеличенное корпускулярное изображение на РЭ.In the energy-spectroscopic mode, the ICP enters the input of the energy filter (shoulder a), passes a contrast aperture 10, and enters the first input of MD ₁ (item ₁ ), whose field along the optical axis r ₁ deviates 90 ° to the first output of MD ₁ , acquiring an angular energy dispersion. In this case, the KOSPPI optical elements installed in front of the energy filter (not shown in FIG. 1), the corpuscular image is transmitted to the main plane of MD ₁ , in which its input main point (in the vicinity of the center O ₁ ) is located, which is necessary to ensure the achromaticity of the final image outside depending on the choice of polarity MD ₁ . After exiting MD _1, on the b 'axis, the ICP passes through BSL ₁ (pos. 2) to the input of energy analyzer 3, along the optical axis r _{2 of} which the ICP goes to the c axis, BSL ₂ (pos. 4) passes, in which it restores energy , and arrives at the input of MD ₂ (item 5), the polarity of which is set to the opposite polarity of MD ₁ , after which, along the optical axis, r ₃ rotates through an angle of 90 ° towards BNL 7, going to the d axis, and passing BNL 7 enters for the second time in MD _1, through its second input, along its second optical axis, r ₄ exits through the second output on the e-axis, passes ED 6 and using the projection ion block (not shown) transmits an energy-filtered enlarged particle image on the RE.

В энергоспектрографическом режиме, в котором на РЭ отображается исследуемый энергетический спектр, или в режиме слабой энергофильтрации изображения с целью достижения его максимальной яркости магнитную полярность МД₁ (поз.1) переключают посредством источника тока 8. В этом случае ИКП, войдя по оптической оси а в поле МД₁ движется вдоль его третьей оптической оси r₅, выходит через его второй выход на ось е, проходит через ЭД 6 и с помощью проекционного блока (не показан), в зависимости от настройки последнего, передает на РЭ увеличенное корпускулярное изображение либо отображает на РЭ полный энергетический спектр ИКП.In the energy spectrographic mode, in which the studied energy spectrum is displayed on the RE, or in the mode of weak energy filtering of the image in order to achieve its maximum brightness, the magnetic polarity of MD ₁ (item ₁ ) is switched by means of current source 8. In this case, the ICP, entering along the optical axis a ₁ in the MD field moves along a third optical axis r _5, it exits through the second exit to the e axis passes through 6 and ED via a projection unit (not shown), depending on the setting of the latter transmits to the RE enlarged Korpu angles to display the image or on the ER full energy spectrum of the ICP.

Энергофильтр для КОСФПИ, выполненный с использованием пп.1÷7 формулы (фиг.2), дополнительно оснащен МД₃ (поз.11), выход которого связан с первым входом МД₁ (поз.1) через БТЛ 12 для оптического сопряжения выходной главной точки МД₃ и входной главной точки МД₁ и вариации увеличения передаваемого изображения. Выходное плечо а' МД₃ соосно первому входному плечу а МД₁. Оптическая ось r₆ проходит с сопряжением выходного плеча а' МД₃ с входным плечом ƒ энергофильтра, соосного в данном варианте с оптической осью объектива КОСФПИ. Полярности МД₃ и МД₁ в энергоспектрографическом режиме работы энергофильтра в данном примере совпадают. МД₃ снабжен дополнительным входом и дополнительной оптической осью r₇, проходящей с геометрическим сопряжением дополнительного входа и плеча ƒ энергофильтра, для возможности подключения ЭП 13 с оптической осью g к КОСФПИ.The energy filter for KOSPPI, made using claims 1 to 7 of the formula (Fig. 2), is additionally equipped with MD ₃ (pos. 11), the output of which is connected to the first input of MD ₁ (pos. ₁ ) via BTL 12 for optical coupling of the output main points MD ₃ and the input main point MD ₁ and the variation of the magnification of the transmitted image. The output arm a 'MD ₃ coaxial to the first input arm a MD ₁ . The optical axis r ₆ passes with the pairing of the output arm a 'MD ₃ with the input arm ƒ of the energy filter coaxial in this embodiment with the optical axis of the KOSPPI lens. The polarity MD ₃ and MD ₁ in the energy spectrographic mode of operation of the energy filter in this example are the same. MD ₃ is equipped with an additional input and an additional optical axis r ₇ , passing with the geometric conjugation of the additional input and arm ƒ of the energy filter, for the possibility of connecting the ET 13 with the optical axis g to KOSPPI.

ИКП e₁ образован в результате освещения исследуемого образца излучением светового или синхротронного источников (не показаны) или ПЭП e₀, сгенерированным ЭП 13.IKP e _{1 is} formed as a result of illumination of the test sample by radiation from a light or synchrotron source (not shown) or PEP e ₀ generated by ES 13.

Независимо от источника освещения образца, порождающего ИКП, последний ускоряется полем объектива и вдоль оси ƒ поступает на основной вход МД₃ (поз.11), являющийся в данном варианте входом энергофильтра, вдоль оптической оси r₆ выходит на ось а и через БТЛ 12 поступает на первый вход МД₁ (поз.1). Дальнейшее движение ИКП происходит, как в примере фиг 1. Благодаря оптическому сопряжению главных точек МД₃ и МД₁ осуществленному БТЛ 12, корпускулярное изображение передается во входную главную плоскость МД₁, что необходимо для обеспечения ахроматичности передаваемого корпускулярного изображения. Изменением электрических возбуждений линз, входящих в состав БТЛ 12, обеспечивается вариация оптического увеличения М передаваемого изображения и тем самым изменяется величина коэффициента угловой энергетической дисперсии энергофильтра в энергоспектрографическом режиме согласно формуле (1).Regardless of the illumination source of the sample generating the ICP, the latter is accelerated by the field of the lens and along the оси axis enters the main input MD ₃ (item 11), which in this embodiment is the input of the energy filter, goes along the optical axis r ₆ to the axis a, and through BTL 12 at the first entrance of MD ₁ (item ₁ ). Further movement of the ICP occurs, as in the example of Fig 1. Due to the optical conjugation of the main points MD ₃ and MD ₁ by BTL 12, the particle image is transmitted to the input main plane of MD ₁ , which is necessary to ensure achromaticity of the transmitted particle image. By changing the electrical excitations of the lenses included in the BTL 12, a variation in the optical magnification M of the transmitted image is provided, and thereby the magnitude of the coefficient of angular energy dispersion of the energy filter in the energy spectrographic mode according to formula (1) is changed.

В варианте электронного освещения образца ПЭП е₀, сгенерированный ЭП 13, вдоль оптической оси g поступает на дополнительный вход МД₃, отклоняется его магнитным полем вдоль оптической оси r₇ и по оптической оси ƒ проходит объектив КОСФПИ, фокусируясь в его фокальной плоскости, тормозится полем объектива вблизи образца, и, становясь параллельным, когерентно освещает исследуемую поверхность образца по нормали к ней, порождая ИКП с формированием дифракционной картины в фокальной плоскости объектива. Данная дифракционной картина, как и корпускулярное изображение образца, может быть передана через энергофильтр на РЭ.In the variant of electronic illumination of the sample, the probe E ₀ generated by EP 13 along the optical axis g enters the additional input MD ₃ , is deflected by its magnetic field along the optical axis r _7, and the KOSPPI lens passes along the optical axis,, focusing in its focal plane, is inhibited by the field lens near the sample, and, becoming parallel, coherently illuminates the studied surface of the sample normal to it, generating an ICP with the formation of a diffraction pattern in the focal plane of the lens. This diffraction pattern, like the corpuscular image of the sample, can be transmitted through the energy filter to the RE.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом существенно расширяет функции энергофильтра за счет создания возможностей вариации коэффициента его энергетической дисперсии электрическим путем в широком диапазоне, что имеет следствием достижение универсальности использования энергофильтра в спектромикроскопических исследованиях. Это проиллюстрировано возможностью работы предлагаемого энергофильтра в энергоспектроскопическом и энергоспектрографическом режимах.The proposed technical solution, in comparison with the prototype, significantly expands the functions of the energy filter by creating the possibility of varying the coefficient of its energy dispersion electrically in a wide range, which results in achieving the universality of the use of the energy filter in spectroscopic studies. This is illustrated by the possibility of the proposed energy filter in energy spectroscopic and energy spectrographic modes.

Положительным эффектом, производным от достигнутого, является возможность альтернативной передачи изображения, что значительно упрощает наладку соответствующей КОСФПИ за счет автономной настройки элементов энергофильтра.A positive effect, derived from the achieved, is the possibility of an alternative image transmission, which greatly simplifies the adjustment of the corresponding KOSPPI due to the autonomous adjustment of the energy filter elements.

Кроме того, предлагаемый энергофильтр обладает необходимыми корпускулярно-оптическими свойствами для обеспечения времяпролетных электронной микроскопии и энергоспектроскопии.In addition, the proposed energy filter has the necessary particle-optical properties to ensure time-of-flight electron microscopy and energy spectroscopy.

Использование предлагаемого энергофильтра в эмиссионных электронном микроскопе и энергоспектрометре и их времяпролетных аналогах позволяет значительно расширить спектр получаемой физико-химической информации об исследуемом образце.The use of the proposed energy filter in emission electron microscope and energy spectrometer and their time-of-flight counterparts can significantly expand the range of obtained physical and chemical information about the test sample.

Claims

1. Энергофильтр для корпускулярно-оптической системы формирования и передачи изображения, входное и выходное плечи которого расположены на ее оптической оси, содержащий установленные по направлению передачи изображения первый магнитный дефлектор, выполненный с поворотом оптической оси на 90°, первый блок согласующих линз, энергоанализатор, второй блок согласующих линз, второй магнитный дефлектор и энергетическую диафрагму, при этом первая оптическая ось первого магнитного дефлектора проходит от первого входа к первому выходу данного дефлектора, первое выходное плечо данного дефлектора и входное плечо энергоанализатора лежат на оптической оси первого блока согласующих линз, выходное плечо энергоанализатора и входное плечо второго магнитного дефлектора лежат на оптической оси второго блока согласующих линз, выходное плечо второго магнитного дефлектора соосно первому входному плечу первого магнитного дефлектора, а энергетическая диафрагма установлена на выходном плече энергофильтра, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок направляющих линз, выполненный на основе осесимметричных электронных линз и установленный между первым и вторым магнитными дефлекторами соосно выходному плечу второго магнитного дефлектора, первый и второй блоки согласующих линз выполнены на основе осесимметричных электронных линз из расчета оптического сопряжения центральной точки энергоанализатора и соответствующих главных точек первого и второго магнитных дефлекторов, первый магнитный дефлектор выполнен с двумя входами, двумя выходами и тремя геометрически идентичными оптическими осями и электрически подключен к источнику тока, снабженному переключателем полярности, причем в данном магнитном дефлекторе второй вход расположен на прямой, соосной первому входному плечу, второй выход расположен на прямой, соосной первому выходному плечу, вторая оптическая ось проходит от второго входа ко второму выходу, третья оптическая ось проходит от первого входа ко второму выходу, при этом выходное плечо второго магнитного дефлектора направлено в сторону первого магнитного дефлектора, а второе выходное плечо первого магнитного дефлектора служит выходным плечом энергофильтра.1. An energy filter for a particle-optical system for forming and transmitting an image, the input and output arms of which are located on its optical axis, comprising a first magnetic deflector mounted in the direction of image transmission and rotated by 90 °, the first block of matching lenses, an energy analyzer, a second block of matching lenses, a second magnetic deflector and an energy diaphragm, while the first optical axis of the first magnetic deflector passes from the first input to the first output of this the reflector, the first output arm of this deflector and the input arm of the energy analyzer lie on the optical axis of the first block of matching lenses, the output arm of the analyzer and the input arm of the second magnetic deflector lie on the optical axis of the second block of matching lenses, the output arm of the second magnetic deflector is aligned with the first input arm of the first magnetic deflector and the energy diaphragm is mounted on the output arm of the energy filter, characterized in that it further comprises a block of guide lenses based on axisymmetric electronic lenses and mounted between the first and second magnetic deflectors coaxially to the output arm of the second magnetic deflector, the first and second blocks of matching lenses are made on the basis of axisymmetric electronic lenses based on optical conjugation of the center point of the energy analyzer and the corresponding principal points of the first and second magnetic deflectors, the first magnetic deflector is made with two inputs, two outputs and three geometrically identical optical axes and electrically It is connected to a current source equipped with a polarity switch, and in this magnetic deflector the second input is located on a straight line, coaxial to the first input arm, the second output is located on a straight line, coaxial to the first output arm, the second optical axis passes from the second input to the second output, the third optical axis passes from the first input to the second output, while the output arm of the second magnetic deflector is directed towards the first magnetic deflector, and the second output arm of the first magnetic deflector serves as running shoulder of the energy filter.

2. Энергофильтр по п.1, отличающийся тем, что в первом и втором блоках согласующих линз установлены замедляющая и ускоряющая электростатические линзы соответственно.2. The energy filter according to claim 1, characterized in that in the first and second blocks of matching lenses are installed slowing and accelerating electrostatic lenses, respectively.

3. Энергофильтр по п.1, отличающийся тем, что на оптической оси второго блока согласующих линз установлена дополнительная щелевая энергетическая диафрагма.3. The energy filter according to claim 1, characterized in that an additional slotted energy diaphragm is mounted on the optical axis of the second block of matching lenses.

4. Энергофильтр по п.1, отличающийся тем, что в качестве энергоанализатора установлен полусферический конденсатор.4. The energy filter according to claim 1, characterized in that a hemispherical capacitor is installed as an energy analyzer.

5. Энергофильтр по п.1, отличающийся тем, что первый и/или второй магнитный дефлектор(ы) выполнен(ы) с цилиндрическими границами полюсных наконечников.5. The energy filter according to claim 1, characterized in that the first and / or second magnetic deflector (s) is made (s) with cylindrical borders of the pole pieces.

6. Энергофильтр по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен третьим магнитным дефлектором, выход которого связан с первым входом первого магнитного дефлектора непосредственно или через блок транспортирующих линз для оптического сопряжения выходной главной точки третьего магнитного дефлектора и входной главной точки первого магнитного дефлектора и вариации увеличения передаваемого изображения, при этом выходное плечо третьего магнитного дефлектора соосно первому входному плечу первого магнитного дефлектора.6. The energy filter according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a third magnetic deflector, the output of which is connected to the first input of the first magnetic deflector directly or through a block of transporting lenses for optical coupling of the output main point of the third magnetic deflector and the input main point of the first magnetic deflector and variations in magnification of the transmitted image, wherein the output arm of the third magnetic deflector is aligned with the first input arm of the first magnetic deflector.

7. Энергофильтр по п.6, отличающийся тем, что третий магнитный дефлектор выполнен с дополнительным входом и дополнительной оптической осью, проходящей с геометрическим сопряжением дополнительного входа и входного плеча энергофильтра, для возможности подключения электронной пушки к корпускулярно-оптической системе. 7. The energy filter according to claim 6, characterized in that the third magnetic deflector is made with an additional input and an additional optical axis passing with the geometric conjugation of the additional input and input arm of the energy filter, for the possibility of connecting the electron gun to the particle-optical system.