DE1952334A1

DE1952334A1 - Scheidevorrichtung fuer geladene Partikel

Info

Publication number: DE1952334A1
Application number: DE19691952334
Authority: DE
Inventors: Arnold James R
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-17
Publication date: 1970-04-23
Also published as: GB1293148A; US3501631A

Description

PATENTANWÄLTE ·] Q C O q O /

CLAUS BEINIÄNDER i ü O 4. ü 3 *

WÄLTE
PR. CLAUS BEINIÄNDER

Pt,-INO.KUU5 BER
4>-8 MÖNCHEN

BEINIÄNDER
DiPt,-INO.KUU5 BERNHARDT _v . _p

VARIAU ASSOCIATES

Palo Alto, California, USA

Scheidevorrichtung für geladene Partikel

Priorität; 21.Oktober 1968 «* U.S,A. - Fr, 769 024

Es wirdl eine Seheiäevorrichtung fiir geladene Partikel zur Verwendung in Jiassenspektrpm^t^rn u#dgl, be schrieb en, bei der die ideale Potentialverteilung, die den eigentliphen Absoheider bildet, in der Weise erzeugt wird,, daß einfaone geometrische gtrukturen anstelle der hoßhpräzisen Elektrodenoberflachen verwendet werden, die bisher für den glei« ehen 3week verwenelet wurden, line leihe von Elektroden wird in vorgegebener Weise angeordnet und erregt_t 9-0 daß die ge^ wünschten Absch§idefeläer erzeugt werben.

gtand 4eg feehnik

ßADOfilGlNAL

elektrischen und magnetischen Feldern als Scheider für geladene Partikel verwendet worden. Die Einrichtungen, in denen nur elektrische Felder verwendet werden, können nicht unter Verwendung von rein elektrostatischen Feldern als Scheider oder Fallen arbeiten, weil Potentiale in ladungsfreien Bereichen ihre Extreme an den Grenzen haben, an denen die Potentiale durch leitende Elektroden definiert sind. Mit elektrischer. Feldern allein ist es möglich, mittlere effektive Potentialbrunnen zu erzeugen, zu dem Zweck, geladene Partikel unter den passenden Umständen von Gleich- und Wechselfeldern zu scheiden. Eine solche Scheidevorrichtung oder Falle ist in der US-Patentschrift 2 939 952 beschrieben. In Fig_o12 dieser Vorveröffentlichung ist ein Querschnitt durch das bekannte Gerät dargestellt, bei dem das elektrische Potential an Grenzen definiert wird, die aus leitenden Elektroden bestehen, die so geformt sind, daß sie sich an Flächen anpassen, die definiert werden können durch die Gleichungen

_Y2 2

Diese Flächen entsprechen einem 3ats5 !lösungen der laplace-Gleichung ν 4> *? O₉ Wenn die Elektroden mit einem elektrischen Generator verbunden sind, paßt sieh das Potential innerhalb der Ilektrodenstruktur an #ine Potentialfläche an,

die beschrieben werden kann durch

2 2 2
(3) t =4> ^{x + y} - ^2z

Ur. eine Folie oder effektive mittlere Potentialgrube für geladene Partikel eines gewünschten Verhältnisses Laiung/Masse zu erreichen, muß der elektrische Generator dafür sorgen, daß φ = U + Vcosd>t , wobei U, V,ü;_tr und das Verhältnis Ladung/Masse in bestimmter Weise in Beziehung stehen. Die Bedingungen, unter denen stabile, gebundene Bewegungen für Partikel eines gewünschten Verhältnisses Ladung/Masse auftreten können, d.h. diese Partikel abgeschieden oder gefangen werden können.

Ein Anwendungsfall für einen zweidimensionalen Scheider dieser Art ist das übliche Vierpol-Massenspektrometer. Bei diesem Anwendungsfall wird die Instabilität und die ungebundene Bewegung von geladenen Partikeln mit einem anderen als dem gewünschten Verhältnis Ladung/Masse dazu verwendet, diese Partikel aus der Durchlaßrichtung durch die Struktur herauszustoßen, so daß die Partikel mit gewünschtem Verhältnis Ladung/Masse zum Durchlaß ausgewählt werden. Die Instabilität und ungebundene Bewegung im Falle des zweidimensionalen Scheiders tritt in Richtungen nuer zur Durchlaßrichtung auf.

Bei einem anderen Anwendungsfall, instesondere dem oben in Verbindung mit der US-Patentschrift 2 939 952 erwähnten, ist der Sei eider dreidimensional, und die Partikel können;in allen drei Richtungen gehalten und zusammengedrängtstatt durchgelassen werden,, wie es beim üblichen Vierpol-I'aesensrektrometer der Fall ist.

Für Geräte, von denen eine hohe Auflösimg des Verhältnisses Ladung/Masse benötigt wird, gleichgültig, ob sie zweidimensionale oder dreidimensionale Scheider sind, fordert die Bewegungsdynamik, daß die Felder von den beispielsweise durch die obige Gleichung definierten Feldern an allen Punkten innerhalb des Scheider« so wenig wie möglich abweichen. Bei dem bekannten zweidimensionalen Scheider, der in einem Anwendungsfall als Vierpol-Massenspektrometer verwendet wird, besteht die ideale Geometrie für die Elektroden aus vier parallelen Stäben, deren Grenzen im Querschnitt präzise den beiden Flächen von gleichseitigen Hyperbeln angepaßt sind. Die erforderliche Präzision ist mit üblichen Vorrichtungen zum Formen der Stäbe schwer zu erreichen. Um die Herstellung zu erleichtern, werden die gewünschten Flächen durch die Verwendung von Stäben mit kreisförmigem Querschnitt angenähert, deren Krümmungsradius dem der Scheitel der gewünschten gleichseitigen Hyperbel angenähert ist.

Diese Elektrodengeometrie führt zu Feldern, die in der Nähe der Zentralachse des Scheiders etwa die richtige Anpassungsform haben. Diese Anordnung arbeitet zwar tatsächlich als zweidimensionaler Scheider für geladene Partikel des gewünschten Verhältnisses ladung/Masse, die Betriebsweise wird jedoch durch die Tatsache eingeschränkt, daß die Eigenschaften des Scheiders das Abscheiden von Partikeln von leicht unterschiedlichem Verhältnis Ladung/Masse in unterschiedlichen Teilen der Struktur begünstigen. Dadurch wird der Zweck von Scheidern mit hoher Auflösekraft verdorben. Brubaker (Vacuum Technology Conference 1967) hat bei einem verbesserten Vierpol-Massenspektrometer mit Elektrodenstäben von sauber hyperbolischem Querschnitt die Wirksamkeit dieser günstigeren Geometrie demonstriert.

.../5 00 9817/U68

1352334

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die präzise Abscheiderfelägeometrie verfügbar zu machen, die in Geräten mit hoher Auflösung ladung/Masse benötigt werden, ohne daß die hochpräzisen körperlichen Oberflächen mit der gewünschten geometrischen Form hergestellt werden müssen.

Es ist bekannt, daß die Potentiale innerhalb eines Bereiches, der mit Flächen von elektrisch leitenden Werkstoffen begrenzt werden soll, an Mitglieder eines Satzes Lösungen der Laplace'sehen Gleichung

(4) d² ύ + ä²4 + d² Φ = 0
dx^ dy* dz*

angepaßt sind, wenn die Oberflächen der elektrisch leitenden Werkstoffe mit einem externen Generator oder einer externen Batterie so erregt werden,, daß sie Potentiale φ haben, die Werten φ angepaßt sind_r die einem Satz Lösungen der Gleichung (4-) - entsprechen, die mit diesen Flächen zusammenfallen.

Als Beispiel soll der Fall einer zweidimensionalen Vierpol-Scheidevorrichtung dieses Prinzip illustrieren., Die hyperbolischen Flächen von

(6) x² - y² = -r/

begrenzen die interessierende Region, und wenn diese Flächen

QQ9817/US8 ···/ ⁶

auf Potentiale +<& bzw. - φ erregt werden, paßt sich das Potential innerhalb des begrenzten Bereiches an an

(7) φ ■ » ₀ *² - ^y2

Übliche Scheider werden mit Grenzen gebaut, die äquipotentiale Flächen gemäß (5) und (6) oder ihre dreidimensionalen Gegenstücke bilden.

Die Grundlage der Erfindung liegt in der Verteilung einer Anzahl von Leitern über Flächen, die nicht an Flächen angepaßt sind, die die gewünschten Lösungen der Laplace¹sehen Gleichung repräsentieren. Diese Flächen, und deshalb die Herstellung und Anordnung der Leiter können vom Standpunkt der geometrischen Kontrolle zweckmäßiger sein als Flächen (beispielsweise hyperboloide-Flächen), die bisher verwendet wurden, und die notwendigerweise schwierig mit der erforderlichen Präzision hergestellt werden können.

Die gewünschte Potentialverteilung kann zwar mit der Anordnung von leitenden Äquipotentialflächen entsprechend den gewünschten Lösungen der Laplace-Gleichung in der /beschriebenen Weise erreicht werden, erfindungsgemäß werden aber Strukturen mit Elementen verwendet, die an einen zweckmäßigen, sonst aber willkürlichen Satz Flächen angepaßt sind, auf denen eine spezielle punktweise Potentialverteilung vorgenommen wird, die mit einem externen Generatorsystem geliefert wird»

Die Erzeugung eines zweidimensionalen Yierpolpotentials bildet eine brauchbare Yeranschaiüiciiang der Erfindung.

Wenn die Grenzen der interessierenden Region die eines quadratischen Prismas sind, das durch die folgenden vier Flächen definiert ist:

(8)	χ = y	+ a
(9)	χ = y	- a
(10)	χ = -y	+ a
(11)	χ = -y	-a

Wenn diese Flächen aus einem elektrischen Widerstandsmaterial mit gleichförmigem Widerstand hergestellt werden und wenn sie elektrisch an den Stellen verbunden werden, an denen sie sich schneiden und an diesen Schnittlinien mit leitenden Drähten, und wenn die Drähte bei χ = - a mit einer Potentialquelle * + <i und die bei y = - a mit einer Quelle bei -φ verbunden werden, dann werden die Potentialverteilungen von (x = a, y= 0) bis (x = 0, y = a) und auf den anderen drei Seiten, die ähnlich beschrieben werden, linear. Diese Potentialverteilung fällt längs der Seiten des Quadrates, das durch (8), (9), (10), (11) definiert ist, für den Fall a = r mit der Potentialverteilung des Vierpolfeldes zusammen, das beschrieber, wird durch

.2 .2

(12) Φ = Φ_ο

χ , - y

Diese lineare Potentialverteilung auf den Oberflächen des Prismas wurde aufgrund der Entdeckung der Potentialverteilung des Vierpolfeldes auf den durch die Gleichungen (8), (9), (10), (11) definierten Flächen durch gleichzeitige Lösung dieser Gleichungen mit (12) gewählt, bei der r gleich a gesetzt wurde,

..„/ 8 0098 17/ U68

— ο —

so	daß	sich	jeweils	2ay ₊	ergab
(1	3)	Φ	/•ν	-2ay	a²
(1	4)	0	O	a²	+ a²
	5)		*= ό*	-2ay
(1				a²	+ a²
	6)		= 0 0	2av +	*
(1	a²	a²

wodurch klar die erforderliche lineare Potentialverteilung repräsentiert wird und die auch durch die Anordnung und Erregung der vier Widerstandsflächen repräsentiert wurde.

Die gleichzeitige Lösung von (12) mit der Gleichung der Oberfläche eines rechtwinkligen, kreisförmigen Zylinders

(17) x² + y² = a²

führt zu

₉ 2 . 2

(18) 6 =ό_ -^2y + ^a

und da für diese Fläche gilt

y = a sin θ

wobei θ der Winkel längs der Bogen (17) zu den Punkten y in (18) von den Punkten y= 0 auf (17) ist, wird Gleichung (18)

φ _=£j,_o (-2 sin ²Q +1)

.../9 009817/1 46.8

— y —

(19) <M_ocos 2Θ

Wenn also eine Oberflächenpotentialverteilung entsprechend (19) auf der Grenzfläche eines rechtwinklig kreisförmigen Zylinders des Radius a = r erreicht werden kann, erscheint innerhalb dieser Grenze das gewünschte hyperbolische Potential.

Die Erfindung soll an Hand verschiedener, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematisch eine Scheidevorrichtung für geladene Partikel nach der Erfindung mit parallelogrammartigem oder quadratischem Querschnitt;

Pig. 3, 3A und 3B

eine Scheidevorrichtung für geladene Partikel nach der Erfindung mit kreisförmigem Querschnitt;

Pig. 4, 5 und 5A

eine Scheidevorrichtung für geladene Partikel nach der Erfindung, mit der eine dreidimensionale Stabilität der Bewegung der geladenen Partikel erreicht wird; und

Pig. 6, 6A, 6B, 6C und 7

eine weitere Ausführungsform einer Scheidevorrichtung für geladene Partikel nach der Erfindung, mit der eine dreidimensionale Bewegungsstabilität erreicht werden kann.

„../ 10 00981 7/U88

In der Zeichnung sind in einigen Fällen eine Quelle für geladene Partikel und ein Kollektor für diese dargestellt, wodurch ein praktischer Anwendungsfall der Scheidevorrichtungen repräsentiert wird, die beispielsweise im Falle der Fig.1 an eine Aufgabe als Massenfilter angepaßt werden kann.

Mit Figei ist eine Anzahl straff gespannter paralleler, leitender Drähte 1, 2,3, ··· 7 so angeordnet, daß ihre Schnitte mit einer Querebene auf einem Quadrat in dieser Ebene liegen, wie in Fig.2 dargestellt is to Der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Seite der Anordnung in Fig.1 numeriert worden. Eine Wechsel- und Gleichstrom-Quelle 10 ist über einen linearen Spannungsteiler 12 mit den verschiedenen straffen, leitenden Drähten 1, 2, 3 .·· 7... mit getrennten leitungen verbunden, die der Übersichtlichkeit halber mit 1', 2', 3'·ο·.7-'-bezeichnet sind. Durch geeignete Einstellung der Potentiometer 12 wird dafür gesorgt, daß die jeweiligen Drähte 1-7 auf Potentiale gebracht werden, die den Potentialen eines Vierpolfeldes an den jeweiligen Stellen in der Querebene entsprechen,, Die Felder in der unmittelbaren Nähe der Drähte werden leicht durch den Bereich außerhalb der Struktur beeinflußt, in einem Abstand innerhalb der Anordnung, der etwa gleich dem Drahtabstand ist, verschwindet diese Störung zum größten Teil. Die Störung kann auch durcl· die Verwendung von vielen Drähten und Drähten geeigneten Querschnitts, insbesondere Drähten' mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, verringert werden.

Die einstellbaren Kondensatoren 14 in den Spannungsteilern nach Fig.1 und 2 sind vorgesehen, um die proportionale Teilung der Wechselspannung ebenso wie der Gleichspannung zu gewährleisten, da eine gewisse Möglichkeit für Streukapazitäten besteht, die diese Proportionalität stören würde. Darüber

.,./11 009817/1-488

hinaus können die Widerstände im Teiler 12 einstellbar sein, wodurch eine Möglichkeit geschaffen wird, leichte geometrische Fehler in der Anordnung der Drähte zu kompensieren.

Ein Schaltbild ist in Fig.2 dargestellt Und zeigt, wie jeder der Drähte 1-7 (Fig,1) mit der Gleichstrom- Wechselstrom-Quelle 10 verbunden werden kann. Die hyperbolische Feldverteilung, die durch die in den Drähten 1-7 hergestellten Potentiale erzeugt wird, ist ebenfalls in dem von der Anordnung umschlossenen Raum dargestellt.

Um eine Möglichkeit zu illustrieren, die beschriebene Scheidevorrichtung zu benutzen, ist bei der Anordnung nach Fig.1 ein leerpumpbares Gefäß 16 und eine Quelle 18 für geladene Partikel dargestellt, die Partikel längs der Längsachse der Anordnung auf einen Kollektor 20 zu schickt. Ersichtlich laufen solche Partikel, für die die Felder innerhalb der Anordnung LaufStabilität bieten, durch den Scheider hindurch und werden am Kollektor 20 aufgenommen, während die übrigen geladenen Partikel abgestoßen werden und nicht durch die ganze Vorrichtung hindurchlaufen, um den Kollektor 20 zu erreichen.

Schematisch ist dargestellt, daß der Kollektor 20 mit einem Verstärker 22 und einem Detektor 24 verbunden ist, der die Anzahl der Partikel detektiert, die den Kollektor 20 erreichen. Die Ausgangsspannung des Detektors 24 wird einem geeigneten Schreiber 26 zugeführt, der eine grafische Aufzeichnung der Detektorausgangsspannung liefert.

In Fig.3 ist ein Satz straff gespannter, paralleler Drähte dargestellt, die so angeordnet sind, daß ihre Schnitte mit einer Querebene auf einem Kreis in dieser Ebene liegen. In Fig*3A ist ein solcher Schnittsatz dargestellt, bei dem die Drähte mit gleichen Winkeln zueinander angeordnet sind. Diese

.../ 12 0098 17/U68

Drähte 30 müssen von einem Teiler gemäß Fig_o1 und 2 erregt werden, der Potentiale entsprechend gleichen Winkelstufen in Gleichung (19) entsprechen.· In Fig.3B ist eine andere Anordnung dargestellt, die für einen gleichförmigen Spannungsteiler dadurch ausgelegt ist, daß die Winkel abstände zwischen den Drähten 32 ungleichförmig verteilt sind. In diesem Falle muß Gleichung (19) neu geschrieben werden

(20) θ = arc cos .η

wobei θ der Winkel des η-ten Drahtes ist uncL-dk die n-te gleiche Potential stufe vom gleichförmigen Teiler repräsentiert.

Die beschriebenen Potentiale, die von den Beispielen geliefert werden, sind co gewählt, daß die gewünschten zweidiniensionalen Goheiderfeider unter der Annahme geliefert v/erden, daß die Struktur in Richtung der Symmetrie-Achse lang ist.

Dreidimensionale Scheider können nach dem erfindungsgemäßen Verfahrei: .ebenfalls aufgebaut werden. Ein solcher dreidimensionaler Scheider ist in Fig_e5 dargestellt; ein Satz kreisförmiger leitender Ringe 34 ist so verzogen, daß die Ringe an zwei einander gegenüberstehenden rechtwinkligen Kegeln anliegen können, die durch die folgenden Gleichungen beschrieben werden:

(22) AAc² + J = (r₀ - V?y). " "

Wem." diese kreisförmigen leitenden Ringe 34 gleichförmigen Äl·-

0098 17/ U68

stand haben und über einen linearen Spannungsteiler von einer Wechsel- und Gleichstromquelle erregt werden:, wie sie beim Ausführungsbeispiel nach !ig. 1 verwendet wurde, wird das Potential innerhalb der Struktur beschrieben durch

(25) Φ =[u+

2 2 2

Die Äquipotentialflächen nach dieser Formel sind Rötationsrhyperboloide, die eine Abscheidung .tatsächlich·,, bewirken, sofern die korrekten-.Werte von U/V,. U, V und 00 für geladene Partikel des richtigen Verhältnisses Ladung/Masse eingehalten- werden.

Fig«4 zeigt .eine Möglichkeit, Leiter so. zu, verteilen,, daß ■ sich- die erforderliche Potentialvertellung innerhalb der . Struktur ergibt.» Die z.T. geschnitten dargestellten, Elektroden 36 sind rechtwinklige Zylinder, deren Kegelsbumpfgrenzen 38 ihre Schnitte mit den rechtwinkligen Kegeln (21) und (22) sind. Diese Ausführungsform ist ebenfalls mit einer Quelle 40 für geladene Partikel und einem Kollektor 42 dargestellt. In Fig.5A sind die durch eine solche Struktur erzeugten Äquipotentialfelder in einem Schnitt in der.x-y oder z-y Ebene dargestellt, da die Struktur und die sich ergebenden Äquipotentialflächen symmetrisch um die y-Achse sind c

In ähnlicher Weise zeigt !ig.6 eine zusätzliche Form, die in diesem Falle aus einem Satz elliptischer Ringe 44 besteht, die so angeordnet sind, daß sie sich an die Oberfläche der beiden rechtwinklig-elliptischen Kegel anschmiegen, die definiert sind durch

.../ 14 0098 17/U68

19 57

57334

J J J

(24) ^ -Hk^ - ^r₀ ♦■
und

(25) ζ² + k²x²

Wenn diese Ringe gleichförmige Abstände haben und mit einer geeigneten Gleich- und Weehselstromquelle erregt werden, die mit einem gleichförmigen Spannungsteiler versehen ist, wie in Fig.1 dargestellt, dann sind die im Inneren der Struktur erzeugten Potentiale hyperboloidisch. Sie sind in den y-z~, x-y - und z-i - Schnitten in Fig.öA., 6E. bzw. 6G dargestellt. Die sich aus diesem Potential ergebenden Felder scheiden geladene Partikel eines gewählten; Verhältnisses Ladung/Masse, wie. heisr Ausführungsbeispiel nach Fig.5.

Es ist speziell" hervorzuheben, daß die Formen nach Fig.5 und 6 bei passender Erregung, dreidimensionale Scheider bilden, die die Bewegung der gewählten geladenen Partikel in allen möglichen Richtungen enthalten können.

Die analog zu Fig.4 aufgebaute Fig,7 zeigt eine Struktur,. mit der die Potentiale des Ausführungsbeispiels nach Fig.6 erreicht werden können. Die teilweise geschnitten dargestellten Elektroden 46 sind bei diesem Ausführungsbeispiel rechtwinklig-elliptische Zylinder, deren Kegelstumpfgrenzen in gleichen Intervallen die rechtwinklig-elliptischen Kegel schneiden, die durch die Gleichungen (24·) und (25) beschrieben werden. Diese Ausführungsform ist ebenfalls mit einer Quelle 48 für geladene Partikel und einem Kollektor 50 dargestellt. Ein Satz Zuleitungen 52 ist ebenfalls dargestellt,.

.../15 009817/ U68

ORIGINAL

mit dem die Elektroden- 46 "mit einer geeigneten Potentialquelle verbunden werden können, wie sie in Pig#1 und 2 ■beispielsweise dargestellt irt.

Selbstverständlich prseugen die Abschlußkanten 54 der elliptischen Zylinder 46 FeldVerteilungen innerhalb des Scheiderfeldbereiches in praktisch der gleichen Weise wie ein tatsächlicher Satz Ringelektroden es tun würde. Die vorgeschlagene WnI. 1 von leitenden Zylindern ist selbstverständlich auf Erwägungen bzgl. der körperlichen Stabilität und Abstützung zu-: rüci·.zuführen. Selbstverständlich können viele andere .AbstützungP-rnögi i( hkeiten ve?rvt^!ndet werden. ■

.... Pe t ejit ans ν rü ehe:

0090 17/ T4Ü8-

original

Claims

V 1 P 233 D

P a t e η t a n Sprüche

Scheidevorrichtung für geladene Partikel, insbesondere Massenfilter, mit der eine derartige Potentialverteilung um eine Achse geschaffen wird, daß geladene Partikel innerhalb eines gegebenen Bereiches von Verhältnissen Masse/Ladung eine stabile Bewegung innerhalb der' Potential- verteilung haben und Partikel mit Verhältnissen fiasee/La-

:■-■■■■■■"·- ■■■■■-. -. - gi^H*;.- ' -■ dung außerhalb dieses Bereiches Instabilitäten"" der Potentialverteilung erfahren und zurückgestoßen werden, mit einer Potentialquelleneinrichtung, die ein elektrisches Potential mit Gleich- und Wechselkomponenten liefert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von leitenden Elementen im'wesentlichen symmetrisch um die Achse angeordnet ist und wenigstens zwei leitende Teile in jedem Quadranten um die Achse herum aufweist, und die Potentialquelle mit den jeweiligen leitenden Elementen über eine Potentialverteilungseinri'c'htung verbunden ist, um an diese eine Potentialverteilung mit vorgegebenen Gleich- und Wechsel-Komponenten in der Weise zu liefern, daß die Verteilung in ,jedem Quadranten um'die Achse ein Spiegelbild der Verteilung im "benachbarten Quadranten ist.

2* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekernzeichnet, daß aie leitenden Elemente lange, gerade Leiter sind, die parallel zur Achse und-in..derartigen Abständen angeordnet sind, daß der Absta-r.'a zwischen benachbarten Leitern klein gegen eine "^uerkbmersung zwischen Leitern ist, die in einer die Achse einschj i ο ..-.enden Ebene liegen.

./ 17

009 ff 17/1468 '

3, Vorrichtung nach Anspruch 2_f dadurch gekennzeichnet, daß der Ort der Schnitte der Leiter mit einer Ebene quer zur Achse ein Parallelogramm beschreibt,

4« Vorrichtung nach Anspruch-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort der Schnitte der Leiter mit einer Ebene quer zur Achse einen Kreis beschreibt,

5* Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4». dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Leitern gleichförmig ist und die Verteilung des Potentials auf die Leiter in vorgegebener Weise variiert.

£, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch daß die leitenden Element· aue zwei Sata kreisförmigen Leitern mit kleiner werdendem Radius beBtethent die längs der Oberfläche von zwei gedachten rechtwinkligen Kegeln mit gemeinsamer Basis angeordnet sind,, wobei gleiche Leiter jedes Satzes in. ähnlicher Weise mit. einer vorgegebenen Potentialverteilung derart erregt werden, daß eine Potentialfeläverteilung innerhalb der Anordnung geschaffen wird,, die einen dreidimensional stabilen Bereich für geladene Partikel eines bestimmten, Verhältnisses Masse/Ladung darbieten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Elemente aus zwei Satz elliptischer Leiter mit kleiner werdenden Radien bestehen, die längs der Oberfläche von zwei gedachten rechtwinklig elliptischen Kegeln mit gemeinsamer Basis angeordnet sind, wobei gleiche Leiter jedes Satzes in ähnlicher Weise mit einer vorgegebenen Wechsel- und G-leich-Potentialverteilung so erregt

ORiOtNAl. INSPECTED

werden, daß innerhalb der Anordnung eine hyperboloidische Potentialfeldverteilung erzeugt wird, die einen dreidimensional stabilen Bereich für geladene Partikel mit einem bestimmten Vefhälthis Masise/Iä'dung~bie t βΤΓΓ

0098 17/1 469

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