Détermination des grandeurs caractéristiques des analyseurs électrostatiques toriques. Application à l'optimisation d'analyseurs utilisés en physique spatiale

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Abstract
On présente une méthode numérique de détermination des caractéristiques d'analyseurs électrostatiques de particules, valable dans le cas général d'électrodes toriques. Le champ électrostatique est exprimé sous forme d'un développement limité en fonction de coordonnées réduites, définissant la position d'un point par rapport à l'équipotentielle moyenne. On évalue les coefficients de ce développement jusqu'à un ordre donné quelconque, et la trajectoire d'une particule est déterminée par intégration numérique des équations du mouvement. On aboutit, par exploration des différents cas d'incidence, aux grandeurs caractéristiques de l'analyseur. Les résultats sont comparés avec ceux obtenus au moyen d'une simulation en cuve rhéographique. On présente deux exemples concrets d'utilisation du programme numérique mis au point, exemples qui répondent à des problèmes de mesure en milieu spatial : analyseur à grands pouvoirs de résolution en énergie et en angle, analyseur à grand domaine d'entrée et large bande passante en énergie. La forme torique permet d'élargir de manière très appréciable le cadre des performances obtenues à l'aide d'analyseurs de formes classiques, cylindriques ou sphériques