Електростатична лінза - Велика Енциклопедія Нафти та Газа
Електростатична лінза
Друга електростатична лінза, звана проекційною лінзою, утворюється полем між першим та другим анодами. [16]
Для електростатичних лінз пучок електронів виходить за допомогою випромінювання їх з катода. [17]
Для електростатичної лінзи, так само як і для оптичної, існує певна точка FI на осі лінзи (рис. 319 а), яка відрізняється тим, що електронний пучок, що виходить з цієї точки, після заломлення в лінзі перетворюється на паралельний. Ця точка називається головним фокусом лінзи, а її відстань від центру лінзи (центру щілини) – головною фокусною відстанню. [19]
Класифікація електростатичних лінз дана в розд. Один із способів класифікації лінз визначається тим, чи є лінзи обмеженими або зануреними в полі. Кордони лінзи зазвичай визначаються двома площинами г а і г Ь, на яких поле лінзи практично зникає (розд. У всіх інших випадках електростатичні лінзи можна розглядати як обмежені з обох сторін.[20]
Дія електростатичної лінзи може бути продемонстрована на прикладі простої лінзи, що складається з двох циліндрів, поле якої було розглянуто в розд. На рис. 78 зображено картину еквіпотенційних поверхонь такої лінзи. Як видно, в цьому випадку електрони прискорюються і фокусуються ліворуч від лінзи, тоді як праворуч від лінзи дефокусуються. Так як електрони проводять більше часу в області з меншим потенціалом, сумарним ефектом є фокусування, як і очікувалосяВідповідно до основної теореми електронної та іонної оптики (розд. Якщо VzVi, то електрони сповільнюються і фокусування відбувається з правого боку, але тепер це вже область з меншим потенціалом. Для позитивно заряджених частинок потенціали електродів негативні і для прискорення має виконуватися співвідношення VzV. Тоді фокусування відбувається з лівого боку, знову там, де швидкість менша.[22]
Для електростатичних лінз ситуація менш сприятлива. Рівняння Ейлера – Лагранжа – Пуассона є нелінійними диференціальними рівняннями четвертого порядку з надзвичайно складними граничними умовами. Складність цих умов зростає з кількістю додаткових вимог. Такі системи рівнянь практично не піддаються чисельному рішенню. Для синтезу електронних та іонних лінз необхідно розробляти простіші методи. [23]
Поле електростатичної лінзи змінює швидкості електронів за величиною та напрямом. Якщо електрони проходять крізь лінзу, вона є збірною. [24]
До електростатичних лінз , що використовуються для фокусування променя в телевізійних трубках, відносяться металеві діафрагми і циліндричні електроди, що прискорюють, складні фокусуючі пристрої з декількох електродів, звані прожекторами, і іммерсійні лінзи. [25]
У електростатичних лінзах простіше отримати ідентичність параметрів мікролінз, а магнітних лінзах внаслідок магнітного опору матеріалу, з якого виконані полюсні наконечники з растром отворів, змінюється фокусна відстань мікролінз залежно від їх просторового положення. Якісна робота як електростатичних, і магнітних - растрових лінз значною мірою визначається чистотою і точністю обробки отворів у растрах. Необхідністьіндивідуального управління кожним електронним променем у растрових електронних гарматах призводить до значного ускладнення їхньої конструкції. [26]
Наведена класифікація електростатичних лінз безумовно корисна, і ми докладно розглянемо перші чотири основних типи в гол. Однак нам здається, що величезна різноманітність можливих розподілів поля набагато багатша за такий спрощений підхід. Як буде показано, електростатичні лінзи характеризуються осьовим розподілом потенціалу, а чи не властивостями електродів. [27]
У разі електростатичних лінз [339-341] досить вибрати шматково-квадратичну модель розд. [29]
Якісна дія електростатичної лінзи заснована на зміні швидкості частки, що пролітає через поле. На рис. 23.2 позитивно заряджена частка перетинає систему зліва направо. Як у прискорюючій лінзі, так і в сповільнювальній частинка більше часу проводить у полі, що фокусує, ніж в дефокусуючому, тому сумарна дія в обох випадках буде фокусуючим. Якщо обмежитися нерелятивістським наближенням, цей ефект легко оцінити кількісно. [30]