Физическая энциклопедия - электронные линзы

Продольная составляющая Ez напряжённости Е электрич. поля тормозит эл-ны, поперечная составляющая Еr их фокусирует. В зависимости от распределения потенциала она может служить собирающей или рассеивающей линзой. Если поля с обеих сторон осесимметричной электростатич. Э. л. отсутствуют, т. е. к ней примыкают области пр-ва с пост.

проволоки, обычно заключённой в железный панцирь с кольцевой щелью для усиления и концентрации магн. поля линзы. Для создания линз с очень малыми фокусными расстояниями необходимо максимально уменьшить протяжённость фокусирующего поля; с этой целью применяются полюсные наконечники (рис. 4). Поле магн. линзы может возбуждаться также пост.

магнитом. Рис. 4. Магн. линза с полюсными наконечниками: 1 катушка возбуждения; панцирь 2 служит магнитопроводом. Полюсные наконечники 3 концентрируют магн. поле на небольшом участке вблизи оптич. оси линзы 2. Электродами цилиндрических электростатических Э. л. служат обычно диафрагмы со щелью или пластины, расположенные симметрично относительно ср.

плоскости линз (рис. 5). Классификация цилиндрич. Э. л. аналогична приведённой для осесимметричных Э. л. (существуют линзы-диафрагмы, иммерсионные, одиночные и катодные цилиндрич. Э. л.; рис. 6). Цилиндрическими могут быть и магнитные Э. л. (обычно с железным панцирем). Поля трансаксиальных электростатич. Э. л. (рис. 7) обладают симметрией вращения относительно оси (ось х на рис.

Рис. 6. Сечения электродов электростатич. цилиндрич. линз плоскостью, проходящей через ось z перпендикулярно к средней плоскости: а цилиндрич. (щелевая) диафрагма; б иммерсионная цилиндрич. линза; в одиночная цилиндрич. линза; г катодная цилиндрич. линза; V1, V2 потенциалы соответствующих электродов. В сечениях, параллельных средней плоскости yz такой линзы, эквипотенциальные поверхности имеют форму окружностей или, если поле ограничено, их частей, как и сечения сферич.

поверхностей обычных оптич. линз. Аберрации трансаксиальной линзы в направлении, параллельном средней плоскости, невелики. Рис. 7. Электростатич. трансаксиальная линза с электродами в виде двух соосных цилиндров с кольцевыми щелями для пропускания пучка ч-ц: 1 цилиндрич. электроды; 2 траектории заряж. ч-ц; V1 и V2 потенциалы электродов.

Пучок, выходящий из точки А предмета, после прохождения поля линзы становится астигматическим и образует два линейных изображения В и В'. При определённом подборе параметров линза может давать стигматическое (точка в точку) изображение. Особый класс Э. л. образуют квадрупольные электростатич. и магн. Э. л. Их поля имеют две плоскости симметрии, а векторы напряжённостей полей в области движения заряж.

ч-ц почти перпендикулярны к их скоростям (рис. 8). Такие линзы фокусируют пучок в одном направлении и рассеивают его в другом, перпендикулярном к первому, создавая линейное изображение точечного предмета. Применяя две установленные одна за другой квадрупольные Э. л. (дублет, рис. 9), поля к-рых повёрнуты одно по отношению к другому на 90В° вокруг их общей оптич.

оси, можно получить систему, собирающую пучок в двух взаимно перпендикулярных направлениях и дающую при надлежащем выборе параметров Э. л. стигматическое изображение (точка отображается точкой). Рис. 8. Сечения квадрупольных электростатич. (а) и магн. (б) электронных линз, перпендикулярные направлению движения пучка заряж. ч-ц: 1 электроды; 2 силовые линии полей; 3 магн.

полюс; 4 катушка возбуждения. Рис. 9. Дублет из двух квадрупольных электростатич. линз, поля к-рых повёрнуты вокруг оптич. оси z системы одно относительно другого на угол 90В°. Квадрупольные Э. л. могут воздействовать на пучки заряж. ч-ц со значительно большими энергиями, а в случае магнитных линз и с большими массами, чем осесимметричные Э.