БНБ
"БСЭ" (95279)
-
Photogallery
-
Естественные науки
-
Математика
-
Технология
-
Гуманитарные науки
-
Общество
Электронные линзы
Определение "Электронные линзы" в Большой Советской Энциклопедии
(追記) (追記ここまで)
Электронные линзы, устройства, предназначенные для формирования пучков электронов, их фокусировки и получения с их помощью электроннооптических изображений объектов и деталей объектов (см.
Электронная и ионная оптика , Электронный микроскоп )
. Устройства, с использованием которых совершают такие же операции над пучками ионов, называются ионными линзами. В
Электронные линзы и ионных линзах воздействие на электронные (ионные) пучки осуществляется электрическими или магнитными полями; эти линзы называются соответственно электростатическими или магнитными.
Электронные линзы классифицируют по виду симметрии их поля и по его другим характерным признакам. Терминология, применяемая для характеристики
Электронные линзы, в ряде случаев заимствована из классической оптики световых лучей, что объясняется глубокой аналогией между последней и электронной (ионной) оптикой, а также соображениями наглядности и удобства.
Простейшей осесимметричной электростатической
Электронные линзы является диафрагма с круглым отверстием, поле которой граничит с одной или с обеих сторон с однородными электрическими полями (
рис. 1). В зависимости от распределения потенциала она может служить собирающей (пучок заряженных частиц) или рассеивающей линзой. Если поля с обеих сторон осесимметричной электростатической
Электронные линзы отсутствуют, т. е. к ней примыкают области пространства с постоянными потенциалами
V 1 и
V 2, и если эти потенциалы различны,
Электронные линзы называется иммерсионной (
рис. 2); при одинаковых потенциалах линза носит название одиночной (такая линза состоит из 3 и более электродов). В результате прохождения электронов через иммерсионную линзу их скорости изменяются, одиночные линзы оставляют эти линзы неизменными. Иммерсионные и одиночные линзы - всегда собирательные.
(追記) (追記ここまで)
В некоторых электростатических
Электронные линзы одним из электродов служит катод, испускающий электроны (катодные линзы). Линза подобного типа ускоряет испущенные катодом электроны и формирует из них электронный пучок. Катодная
Электронные линзы, состоящая лишь из двух электродов - катода и анода, не может сфокусировать электронный пучок, и с этой целью в в конструкцию линзы вводят дополнительный электрод, который называется фокусирующим (
рис.3).
Осесимметричные магнитные линзы выполняются в виде катушки из изолированной проволоки, обычно заключённой в железный панцирь для усиления и концентрации магнитного поля линзы. Для создания линз с очень малыми фокусными расстояниями необходимо максимально уменьшить протяжённость поля; с этой целью применяются полюсные наконечники (
рис. 4). Поле магнитной линзы может возбуждаться также постоянным магнитом.
Электродами т. н. цилиндрических электростатических
Электронные линзы служат обычно диафрагмы со щелью или пластины, расположенные симметрично относительно средней плоскости линз (
рис. 5). Название «цилиндрические» указывает, что подобные
Электронные линзы действуют на пучки заряженных частиц так же, как цилиндрические светооптические линзы на световые пучки, фокусируя их лишь в одном направлении. Классификация цилиндрических
Электронные линзы аналогична приведённой для осесимметричных
Электронные линзы (существуют иммерсионные, одиночные, катодные и другие цилиндрические
Электронные линзы) (
рис. 6). Цилиндрическими могут быть и магнитные
Электронные линзы (обычно с железным панцирем).
Поля трансаксиальных электростатических
Электронные линзы (
рис. 7) обладают симметрией вращения относительно оси (ось
х на
рис.), расположенной перпендикулярно к оптической оси системы
z. В сечениях, параллельных средней плоскости
yz такой линзы, эквипотенциальные поверхности имеют форму окружностей или, если поле ограничено, их частей, как и сечения сферических поверхностей обычных светооптических линз. Поэтому аберрации трансаксиальной линзы в направлении параллельном средней плоскости, сравнимы по величине с аберрациями светооптических линз, т. е. очень малы. Линейное изображение
В1 точечного или перпендикулярного к средней плоскости прямолинейного предмета практически не будет претерпевать аберрационного расширения.
Особый класс
Электронные линзы образуют квадрунольные электростатические и магнитные
Электронные линзы Их поля имеют две плоскости симметрии, а векторы напряжённостей полей в области движения заряженных частиц 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 электростатические и магнитные
Электронные линзы Их поля имеют две плоскости симметрии, а векторы напряженности полей в области движения заряженных частиц (
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
Электронные линзы (дублет) (
рис. 9), поля которых повёрнуты одно по отношению к другому на 90° вокруг их общей оптической оси, можно получить систему, собирающую пучок в двух взаимно перпендикулярных направлениях и дающую при надлежащем выборе параметров
Электронные линзы стигматическое изображение (точка отображается точкой). Квадрупольные
Электронные линзы могут воздействовать на пучки заряженных частиц со значительно большими энергиями, а в случае магнитных линз - и с большими массами, чем осесимметричные
Электронные линзыЛит. см. при ст.
Электронная и ионная оптика . В. М. Кельман, И. В. Родникова.
Рис. 9. Дублет из двух квадрупольных электростатических линз, поля которых повёрнуты вокруг оптической оси z системы одно относительно другого на угол 90°.
Рис. 9. Дублет из двух квадрупольных электростатических линз, поля которых повёрнуты вокруг оптической оси z системы одно относительно другого на угол 90°.
V 1,
V 2 - потенциалы соответствующих электродов." href="/a_pictures/18/10/224955251.jpg">V
1,
V 2 - потенциалы соответствующих электродов."http://vanadium.atomistry.com/">V
1,
V 2 - потенциалы соответствующих электродов." src="a_pictures/18/10/th_224955251.jpg">
Рис. 6. Сечения электродов электростатических цилиндрических линз плоскостью, проходящей через ось г перпендикулярно к средней плоскости: а - цилиндрическая (щелевая) диафрагма; б - иммерсионная цилиндрическая линза; в - одиночная цилиндрическая линза; г - катодная цилиндрическая линза;
V 1,
V 2 - потенциалы соответствующих электродов.
F - фокус линзы. Однородное поле пимыкает к диафрагме слева. При эквипотенциалях проставлены соответствующие им значения потенциалов в произвольных единицах, причём принято, что потенциал равен нулю там, где равна нулю скорость частиц; V = 30 - потенциал электрода. Продольная составляющая E z напряженности E электрического поля тормозит электроны, поперечная составляющая
Er - их фиксирует." href="/a_pictures/18/10/239488082.jpg">F - фокус линзы. Однородное поле пимыкает к диафрагме слева. При эквипотенциалях проставлены соответствующие им значения потенциалов в произвольных единицах, причём принято, что потенциал равен нулю там, где равна нулю скорость частиц; V = 30 - потенциал электрода. Продольная составляющая E z напряженности E электрического поля тормозит электроны, поперечная составляющая
Er - их фиксирует."http://fluorine.atomistry.com/">F - фокус линзы. Однородное поле пимыкает к диафрагме слева. При эквипотенциалях проставлены соответствующие им значения потенциалов в произвольных единицах, причём принято, что потенциал равен нулю там, где равна нулю скорость частиц; V = 30 - потенциал электрода. Продольная составляющая E z напряженности E электрического поля тормозит электроны, поперечная составляющая
Er - их фиксирует." src="a_pictures/18/10/th_239488082.jpg">
Рис. 1. Диафрагма с круглым отверстием (собирающая): 1 - электрод-диафрагма; 2 - сечения эквипотенциальных поверхностей электростатического поля плоскостью рисунка; 3 - траектория электронов;
F - фокус линзы. Однородное поле пимыкает к диафрагме слева. При эквипотенциалях проставлены соответствующие им значения потенциалов в произвольных единицах, причём принято, что потенциал равен нулю там, где равна нулю скорость частиц; V = 30 - потенциал электрода. Продольная составляющая E z напряженности E электрического поля тормозит электроны, поперечная составляющая
Er - их фиксирует.
Рис. 8. Сечения квадрупольных электростатической (а) и магнитной (б) электронных линз, перпендикулярные направлению движения пучка заряженных частиц: 1 - электроды; 2 - силовые линии полей.
Рис. 8. Сечения квадрупольных электростатической (а) и магнитной (б) электронных линз, перпендикулярные направлению движения пучка заряженных частиц: 1 - электроды; 2 - силовые линии полей.
V 1 и
V 2 - потенциалы электродов. Пучок, выходящий из точки А предмета, после прохождения поля линзы становится астигматическим и образует два линейных изображения В и
B". При определённом подборе параметров линза может давать стигматическое (точка в точку) изображение." href="/a_pictures/18/10/245109371.jpg">V
1 и
V 2 - потенциалы электродов. Пучок, выходящий из точки А предмета, после прохождения поля линзы становится астигматическим и образует два линейных изображения В и
B". При определённом подборе параметров линза может давать стигматическое (точка в точку) изображение."http://vanadium.atomistry.com/">V
1 и
V 2 - потенциалы электродов. Пучок, выходящий из точки А предмета, после прохождения поля линзы становится астигматическим и образует два линейных изображения В и
B". При определённом подборе параметров линза может давать стигматическое (точка в точку) изображение." src="a_pictures/18/10/th_245109371.jpg">
Рис. 7. Электростатическая трансаксиальная линза с электродами в виде двух соосных цилиндров и с кольцевыми щелями для пропускания пучка частиц: 1 - цилиндрические электроды; 2 - траектории заряженных частиц;
V 1 и
V 2 - потенциалы электродов. Пучок, выходящий из точки А предмета, после прохождения поля линзы становится астигматическим и образует два линейных изображения В и
B". При определённом подборе параметров линза может давать стигматическое (точка в точку) изображение.
Рис. 4. Магнитная линза с полюсными наконечниками: 1 - катушка возбуждения; 2 - панцирь; 3 - наконечники. Панцирь служит магнитопроводом. Полюсные наконечники концентрируют магнитное поле на небольшом участке вблизи оптической оси линзы z.
Рис. 4. Магнитная линза с полюсными наконечниками: 1 - катушка возбуждения; 2 - панцирь; 3 - наконечники. Панцирь служит магнитопроводом. Полюсные наконечники концентрируют магнитное поле на небольшом участке вблизи оптической оси линзы z.
Рис. 3. Катодная электронная линза: 1 - катод; 2 - фокусирующий электрод; 3 - анод; тонкие линии - такие же сечения эквипотенциальных поверхностей, как и на предыдущих рисунках. На верхней шкале проставлены значения потенциалов (на катоде потенциал принят равным нулю); О - одна из точек катода, испускающая электроны; заштрихованное пространство - сечение области, занятой потоком электронов.
Рис. 3. Катодная электронная линза: 1 - катод; 2 - фокусирующий электрод; 3 - анод; тонкие линии - такие же сечения эквипотенциальных поверхностей, как и на предыдущих рисунках. На верхней шкале проставлены значения потенциалов (на катоде потенциал принят равным нулю); О - одна из точек катода, испускающая электроны; заштрихованное пространство - сечение области, занятой потоком электронов.
Рис. 5. Электростатические цилиндрические линзы: а - диафрагма со щелью; б - иммерсионная линза, составленная из двух пар пластин. В области прохождения заряженных частиц поля линз не изменяются в направлении, параллельном щелям диафрагм или зазорам между пластинами соседних электродов.
Рис. 5. Электростатические цилиндрические линзы: а - диафрагма со щелью; б - иммерсионная линза, составленная из двух пар пластин. В области прохождения заряженных частиц поля линз не изменяются в направлении, параллельном щелям диафрагм или зазорам между пластинами соседних электродов.
V 1 и
V 2 - потенциалы электродов." href="/a_pictures/18/10/273435017.jpg">V
1 и
V 2 - потенциалы электродов."http://vanadium.atomistry.com/">V
1 и
V 2 - потенциалы электродов." src="a_pictures/18/10/th_273435017.jpg">
Рис. 2. Иммерсионные электронные линзы, состоящие из двух диафрагм (а) и двух цилиндров (б): тонкие линии - сечения эквипотенциальных поверхностей плоскостью рисунка; кривые со стрелками - траектории заряженных частиц;
V 1 и
V 2 - потенциалы электродов.
(追記) (追記ここまで)
Статья про "
Электронные линзы" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 1035 раз
TOP 20
