Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.


ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ

       
устройства, предназначенные для формирования пучков эл-нов, их фокусировки и создания электронно-оптич. изображений объектов (см. ЭЛЕКТРОННАЯ И ИОННАЯ ОПТИКА, ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП). Аналогичные устройства, в к-рых используются пучки ионов, наз. ионными линзами. В Э. л. и ионных линзах воздействие на электронные (ионные) пучки осуществляется электрич. или магн. полями; соответственно эти линзы наз. электростатическими или магнитными. Э. л. классифицируют по виду симметрии их поля и по его др. характерным признакам.
Простейшей осесимметричной электростатич. Э. л. является диафрагма с круглым отверстием, поле к-рой граничит с одной или с обеих сторон с однородными электрич. полями (рис. 1).
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ1
Рис. 1. Диафрагма с круглым отверстием (собирающая): 1 — электрод-диафрагма; 2 — эквипотенциальные поверхности; 3 — траектории эл-нов; F — фокус линзы. Однородное поле примыкает к диафрагме слева. При эквипотенциалях проставлены соответствующие им значения потенциалов в условных единицах, причём потенциал принят равным нулю там, где равна нулю скорость эл-нов; V=30 — потенциал электрода. 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. потенциалами V1 и V2, и если эти потенциалы различны, то Э. л. наз. иммерсионной (рис. 2); при одинаковых потенциалах линза носит назв. одиночной (такая линза состоит из трёх и более электродов). При прохождении эл-нов через иммерсионную линзу их скорости изменяются, одиночные линзы оставляют эти скорости неизменными. Иммерсионные и одиночные линзы — всегда собирающие.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ2
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ3
Рис. 2. Иммерсионные электронные линзы, состоящие из двух диафрагм (а) и двух цилиндров (б): тонкие линии — эквипотенциали; кривые со стрелками — траектории заряженных ч-ц; V1 и V2 — потенциалы электродов.
В нек-рых электростатич. Э. л. одним из электродов служит катод. Такие, т. н. катодные, Э. л. ускоряют испущенные катодом эл-ны и формируют из них электронный пучок. Катодная Э. л., состоящая лишь из двух электродов — катода и анода, не может создать сфокусированный электронный пучок; для достижения фокусировки в конструкцию линзы вводят дополнительный, т. н. фокусирующий электрод (рис. 3).
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ4
Рис. 3. Катодная электронная линза: 1 — катод; 2 — фокусирующий электрод; 3 — анод; тонкие линии — эквипотенциали. На верхней шкале проставлены значения потенциалов (потенциал катода принят равным нулю); О — одна из точек катода; заштрихованное пространствосечение области, занятой потоком эл-нов, испущенных точкой О.
Осесимметричные магнитные линзы выполняются в виде катушки из изолиров. 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.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ5
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.), расположенной перпендикулярно к оптич. оси системы z.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ6
Рис. 5. Электростатич. цилиндрич. линзы: а — диафрагма со щелью: б — иммерсионная линза, составленная из двух пар пластин. В области прохождения заряж. ч-ц поля линз не изменяются в направлении, параллельном щелям диафрагм или зазорам между пластинами соседних электродов.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ7
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.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ8
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 90° 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).
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ9
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.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ10
Рис. 9. Дублет из двух квадрупольных электростатич. линз, поля к-рых повёрнуты вокруг оптич. оси z системы одно относительно другого на угол 90°.
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. л.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ

-устройства, создающие магн. или электрич. поля для фокусировки электронных пучков, их формирования и получения электронно-оптич. изображений (аналогичные устройства для ионных пучков наз. ионными линзами). Их классифицируют по типу поля (магнитные, электростатические), по виду симметрии (осе-симметричные, цилиндрические, квадрупольные и др.) и по др. характерным признакам.

Магнитные Э. <л. по способу возбуждения магн. поля делятся на электромагнитные и магнитостатические. Эл.-магн. панцирная (бронированная) линза (рис. 1,a) состоит из обмотки 1, по к-рой протекает ток, возбуждающий фокусирующее магн. поле в межполюсном зазоре 3 (щели) линзы, магнитопровода 2, окружающего обмотку (создаёт панцирь, откуда и название), и полюсного наконечника 4. Последний изготовляется из магнитомягких сплавов с большой индукцией насыщения и применяется в линзах с большой оптической силой (малым фокусным расстоянием). Фокусировка пучка производится регулированием тока возбуждения, стабильность к-рого должна быть на уровне, обеспечивающем низкие хроматич. аберрации.


5116-80.jpg

Рис. 1. Магнитные электронные линзы: а- электромагнитная электронная линза: 1 -обмотка возбуждения; 2- магнитопровод; 3- межполюсный зазор; 4 -полюсный наконечник; 5 -немагнитная вставка, соединяющая полюсы наконечника; б- магнитоста тическая электронная линза: 1 -постоянный магнит; 2 - магнитопровод; 3- межполюсный зазор; 4- кри вая распределения напряжённости поля рассеяния на оси вне линзы; 5 -кривая распределения напря жённости поля в линзе; в - блок из двух магнито статических линз: 1 - постоянный магнит; 2- магнит опровод; 3,4- кривые распределения поля в линзах.

Проблема стабильности фокусирующего поля не возникает в магнитостатич. линзе, поле к-рой создаётся с помощью пост. магнитов. Однако в линзе с одним фокусирующим полем (рис. 1, б) образуются большие поля рассеяния вокруг её корпуса, а также на оптич. оси вне щели.

Наличие полей на оси следует из закона полного тока

5116-81.jpg к-рый приводит к равенству:

5116-82.jpg

Здесь H(Z)- напряжённость магн. поля на оптич. оси z, nI- ампервитки, равные нулю в магнитостатич. Э. <л., а и b- границы поля линзы. В левой части (I )стоит магнитодвижущая сила (МДС) фокусирующего поля, а в правой - МДС полей рассеяния на оси z вне линзы. Знак минус перед правой частью означает, что направления магн. полей рассеяния и полей линзы противоположны. Из равенства МДС по абс. величине следует, что поля рассеяния очень большие, а это ухудшает электрооптич. параметры линзы и вредно влияет на соседние с ней элементы оптич. системы.

В конструкции, состоящей из двух магнитостатич. линз (рис. 1, в), магн. поток полностью замкнут и противоположно направленные поля существуют только в межполюсных зазорах двух линз. Преимущество магнитостатич. линз - стабильность фокусирующего поля; недостатки - относительно низкая индукция поля и сложность регулирования их оптич. силы.

Магн. линза считается слабой (тонкой в световой оптике), если её фокусное расстояние f многократно превышает протяжённость фокусирующего поля вдоль оси. В этом случае оптич. силу можно вычислить по ф-ле:

5116-83.jpg

где е, т е, e - заряд, масса и энергия электронов соответственно, B(z) - осевое распределение индукции магн. поля. Предмет и изображение в слабой линзе расположены вне поля, и её кардинальные элементы определяются так же, как в световой оптике (рис. 2, а). Для определения фокальных точек и главных плоскостей достаточно знать две траектории (т. <е. 2 линейно независимых решения ур-ний (9) в ст. Электронная и ионная оптика). Эти траектории (главные лучи) входят в поле Э. <л. параллельно оптич. оси-одна из пространства предметов, а другая и из пространства изображений - и пересекают ось z в точках фокусов F0 и Fi. Касательные к лучам в точках фокусов и продолжения параллельных оси участков этих же лучей, пересекаясь, определяют координаты главных плоскостей Hi и H0. (В отличие от световой оптики, главные плоскости Э. <л. расположены на оси в обратной последовательности.) Известное положение фокусов и главных плоскостей позволяет построить изображение. Построение изображения В предмета А проводится по методу Листинга с помощью двух главных лучей, состоящих из отрезков прямых, к-рые не везде совпадают с реальными лучами (рис. 2, а). Оба выходят из точки предмета А - один параллельно оси z (1), другой (2) - через точку фокуса F0· Луч 1 преломляется в главной плоскости Hi и далее идёт через фокус Fi; луч 2 проходит через фокус F0, преломляется плоскостью H0 и далее идёт параллельно оси z. Точка их пересечения в пространстве изображений дает сопряжённую точку В. Как и в световых линзах, для тонких линз выполняется ур-ние Ньютона Z0Zi=f0fi, где Z0 и Zi - расстояния от предмета и от изображения до соответствующих точек фокусов; f0 и fi - фокусные расстояния в пространстве предметов и изображений соответственно.

5117-1.jpg

Рис. 2. Построение изображения В предмета А в фокусирующих полях электронных линз при помощи главных лучей 1 и 2 и кардинальных элементов- фокальных F0, Fi и главных H0, Hi плоскостей: а - предмет и изображение находятся вне поля линзы и выполняется условие Z0Zi=f0fi; б- предмет и изображение находятся в колоколообразном поле B(z)=Bm(1+(z/a)2)-1, В т- максимальная индукция поля, d- полуширина кривой распределения поля; в -предмет и изображение находятся в поле любой формы.

Аберрации магн. линзы зависят от её МДС и положения плоскости предметов относительно фокусирующего поля. В частности, сферическая и хроматическая аберрации уменьшаются, если МДС увеличивать и эту плоскость приближать к центру линзы, где индукция поля максимальна. Поэтому в целях уменьшения аберраций в электронной оптике чаще используют линзы с большой МДС, в к-рых предмет и изображение расположены в поле линзы.

Кривая распределения индукции поля В(z) на оси z магн. линз имеет колоколообразную форму (рис. 2,б), причём наибольшая крутизна падения индукции поля по обе стороны от максимума наблюдается у линз, у к-рых отсутствует насыщение полюсов. С появлением насыщения меняется форма кривой B(z), она становится более широкой и пологой, т. <е. уменьшается крутизна боковых ветвей кривой. Для расчёта линз используют семейство аппроксимирующих поле ф-ций B(z) = Bm[l +(z/a)2 ]-m, крутизна падения боковых ветвей к-рых зависит от параметра m. Здесь В т - макс. индукция поля, а- параметр, связанный соотношением a = d/5117-2.jpg. с полушириной d кривой распределения индукции поля. Полуширина d определяется следующим образом: z = d при B(z) = (1/2 т. Др. аппроксимирующая ф-ция, к-рую тоже используют для ненасыщенных линз, B(z) = Bm/ch(z/a )с полушириной d= a.arch 2, убывает по экспоненте при больших z.

Аппроксимирующие ф-ции позволяют вычислить оптич. параметры линз. Их подставляют в параксиальные ур-ния траекторий электронов, вычисляют главные лучи и определяют кардинальные элементы линз. На рис. 2, в представлены главные лучи и построение изображений для предмета, находящегося в поле линзы: главный луч 1, касательная к к-рому в точке плоскости предмета A(z=z0 )параллельна оси z, и луч 2, касательная к к-рому в сопряжённой точке изображения В (z =zi) параллельна той же оси. Главная плоскость Hi проходит через точку пересечения двух касательных к главному лучу 1 в сопряжённых точках предмета и изображения. Плоскость H0. проходит через точку пересечения таких же касательных к лучу 2. Кардинальными элементами являются также точки мнимых фокусов F0 и Fi, в к-рых с оптич. осью пересекаются касательные к лучам 2 и 1 в точках предмета и изображения соответственно. Построение изображения В предмета А производится, как и в случае 2a, с помощью касательных к реальным лучам, состоящих из отрезков прямых, исходящих из точек предмета. Один - параллельно оси z, другой проходит через точку фокуса F0 (рис. 2, в). Такое построение остаётся в силе для любых координат предмета z0, если положение кардинальных элементов фиксированное. В противном случае для каждого положения предмета необходимо заново находить кардинальные элементы.

Существует класс полей, в к-рых координаты кардинальных элементов не зависят от положения предмета, находящегося, как и его изображение, в пределах поля. В Э. <л. с такими полями выполняется ур-ние Ньютона и поля этих линз наз. ньютоновыми. Из приведённых выше аппроксимирующих ф-ций к ньютоновым полям относится ф-ция простого колоколообразного поля при m=1: B(z) = Bm[l +(z/d)2]-1. С помощью этой ф-ции исследовано поведение сильных линз. В частности, показано, что в пределах одного поля может быть неск. фокусов и изображений при достаточно больших В т и d и, следовательно, одно поле может работать как неск. линз. Его кардинальные элементы (рис. 2, б )определяются с помощью главных лучей 1 и 2, асимптоты к-рых параллельны оптич. оси. Главные плоскости H0 и Hi проходят через точки пересечения асимптот и касательных к соответствующим лучам в реальных точках фокусов F0 и Fi. Узловые точки находятся на главных плоскостях. Кардинальные элементы поля, работающего как одна линза, вычисляются по ф-лам:

5117-3.jpg

Из ф-л для фокусных расстояний следует, что макс. оптич. сила достигается при w = 2. С помощью ф-ции простого колоколообразного поля получены аналитич. выражения для коэф. аберраций, напр. установлено, что коэф. сферич. аберрации минимален при w = 25117-4.jpg

Аппроксимирующие ф-ции используются гл. обр. для оценки парамеров линз и не всегда пригодны для точных расчётов. Для расчёта с высокой точностью полей, траекторий электронов, кардинальных элементов и коэф. аберраций на ЭВМ разработаны спец. пакеты программ.

Электростатические осесимметричные линзы делятся на иммерсионные, одиночные и катодные. Они состоят из неск. электродов разл. формы, находящихся под разн. потенциалами. Это - диафрагмы с круглыми отверстиями, полые цилиндры, конусы и т. п. Простейшей линзой является о д и н о ч н а я д и а ф р а г м а, поле к-рой с одной или с двух сторон граничит с однородными электрич. полями. В зависимости от приложенного к диафрагме потенциала и направления примыкающих полей она может быть как собирающей, так и рассеивающей. На рис. 3 представлено поле собирающей линзы, к к-рому с одной стороны примыкает однородное поле. На электроде и эк-випотенциалях в условных единицах указаны их потенциалы. За нулевой принят потенциал, при к-ром энергия электронов равна нулю. Продольная составляющая напряжённости поля Ez тормозит, а радиальная составляющая Er фокусирует электроны.

5117-5.jpg

Рис. 3. Электростатическая линза-диафрагма с круглым отверстием (собирающая): 1 - электрод-диафрагма; 2 -эквипотенциальные поверхности; 3- траектории электронов; F- фокус линзы.

5117-7.jpg

Рис. 4. Электростатические иммерсионные линзы, состоящие из двух диафрагм ( а) и двух цилиндров ( б). Тонкие линии - эквипотенциали, кривые со стрелками- траектории заряженных частиц, V1 и V2 - потенциалы электродов.



Э. <л. наз. и м м е р с и о н н ы м и, если потенциалы V крайних электродов разные, т. к. (по аналогии со световой оптикой) показатели преломления, пропорциональные 5117-6.jpg, в этом случае по обе стороны линзы будут разные. На рис. 4 изображены иммерсион. линзы с плоскими и цилиндрич. электродами. Фокусные расстояния и потенциалы иммерсионных линз в пространстве предметов f0, V0 и изображений fi, Vi связаны соотношением: f0/fi= -5117-8.jpg . Если оба фокусных расстояния многократно превышают осевую протяжённость поля линзы (тонкая линза), то её оптич. силу можно вычислить по ф-ле

5117-9.jpg

где F - осевое распределение потенциала, Ф' - осевое распределение производной по z.

В отличие от магн. Э. л., в к-рых. скорость электронов меняется только по направлению, в электростатич. линзах, напр. в иммерсионных, скорость электронов изменяется и по величине. Последовательность иммерсионных линз, ускоряющих электроны, образует ускоритель электронов прямого действия. Форма его электродов - цилиндрическая или коническая (рис. 5) - экранирует электронный пучок от влияния паразитных электрич. и магн. полей. Энергия, приобретаемая электронами в таком ускорителе, может достигать неск. МэВ.

5117-10.jpg

Рис. 5. Ускоритель прямого действия, состоящий из последовательности иммерсионных линз, электроды к-рых в форме усечённых конусов экранируют электрон ный пучок от внешних полей: 1 - источник электронов (им может быть кроссовер электронной пушки); 2- электроды; 3 - электронный пучок; V1, V2, ··· - про межуточные потенциалы электродов; U -ускоряющее напряжение.


Линза, крайние электроды к-рой имеют одинаковые потенциалы V1, наз. одиночной (рис. 6). Потенциал среднего электрода V2 может быть как меньше, так и больше V1. Если V2<V1, электроны пучка в начале поля линзы рассеиваются, в средней части собираются, а на выходе снова рассеиваются. Однако общий эффект всего поля линзы - собирающий. При V2 > V1 все происходит наоборот, однако и в этом случае общий эффект - собирающий. Если в области седловой точки поля (рис. 6) потенциал F ниже потенциала, при к-ром энергия электронов равна нулю, происходит отражение электронов и линза работает как электронное зеркало. Плоскости предмета и изображения одиночной линзы находятся вне поля, и её кардинальные элементы определяются так же, как в слабых магн. линзах (рис. 2, а), и так же проводится построение изображения.

5117-11.jpg

Рис. 6. Электростатическая одиночная электронная л инза: 1 - внешние электроды; 2- внутренний электрод; 3- седловая точка; 4- траектория электрона; V1, V2- по тенциалы электродов.


В катодной линзе предмет является катодом (источником электронов) и одновременно электродом оптич. системы. Её наз. иммерсионным объективом, т. к. показатели преломления по обе стороны линзы различные. В объективе происходит ускорение электронов, испущенных термо-, фото-, автокатодом или катодом вторичной эмиссии, и формирование его изображения. Иммерсионный объектив, состоящий из катода и анода, не может фокусировать электронные пучки, поэтому вводят дополнит. фокусирующий электрод (рис. 7) или применяют магн. фокусирующее поле.

5117-12.jpg5117-13.jpg

Рис. 7. Электростатическая катодная электронная линза: 1 -катод; 2 - фокусирующий электрод; 3 - анод. Тонкие линии-эквипотенциали; О-одна из точек катода. Заштри хованное пространство - сечение области, занятой потоком электронов, испущенных точкой О.

Другие типы Э. л. Магн. и электростатич. цилиндрич. Э. <л. фокусируют пучки заряж. частиц в одной плоскости и по своему действию подобны цилиндрич. линзам световой оптики. Электростатич. цилиндрич. Э. <л. состоят из щелевых диафрагм или продольных пластин - электродов, расположенных симметрично относительно средней плоскости (рис. 8 и 9), и действуют (по аналогии с осесим-метричной оптикой) как одиночные диафрагмы или иммерсионные, катодные и одиночные линзы.


5117-14.jpg

Рис. 8. Электростатические цилиндрические электронные линзы: а- диафрагма со щелью; б- иммерсионная линза, состоящая из двух пластин. В области прохождения заря женных частиц поле линз не изменяется в направлении, параллельном щелям диафрагм или зазорам между пласти нами соседних электродов.

5117-15.jpg

Рис. 9. Сечение электродов электростатических ци линдрических линз плоскостью, проходящей через ось z перпендикулярно средней плоскости; a -ци линдрическая (щелевая) диафрагма; б- иммерсион ная цилиндрическая линза; в -одиночная цилиндри ческая линза; г- катодная цилиндрическая линза; V1 и V2 - потенциалы соответствующих электродов.

Поля трансаксиальных электростатич. линз обладают симметрией вращения относительно оси (ось x на рис. 10), к-рая перпендикулярна оптич. оси. Пучок, выходящий из точки А предмета, после фокусировки полем линзы становится астигматическим и образует два линейных изображения В и В'. Однако при надлежащем подборе параметров Э. л. изображение может стать стигматическим.

Квадрупольные магн. и электростатич. линзы имеют поля с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями симметрии. Векторы напряжённости полей в области распространения электронного пучка почти перпендикулярны скоростям электронов (рис. 11). Благодаря этому фокусирующее действие на пучки электронов многократно возрастает по сравнению с осесимметричным полем. Одна квадрупольная Э. <л. не создаёт стигматич. изображения, она действует в одной меридиональной плоскости как собирающая, а в другой, ей перпендикулярной, как рассеивающая линза. Два последовательно расположенных и надлежащим образом ориентированных по азимуту квадруполя (дублет, рис. 12) создают стигматич. изображение, но с дисторсией, т. к. увеличения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях разные. Стигматич. изображение без дисторсии получается с помощью двух дублертов. Благодаря большой оптич. силе квадрупольные системы способны фокусировать пучки заряж. частиц с большими энергиями, а в случае магн. линз - и с большими массами, чем осесимметричные системы.


5117-16.jpg

Рис. 10. Электростатическая трансаксиальная электронная линза с электродами в виде двух соосных цилиндров с кольцевыми щелями для прохождения пучка электронов; 1 -цилиндрические электроды; 2 -траектории электронов; V1 и V2 - потенциалы электродов.



5117-17.jpg

Рис. 11. Сечения квадрупольных электростатической ( а) и магнитной ( б )электронных линз, перпендикулярные направлению движения пучка электронов: 1 -электроды; 2- силовые линии полей; 3 - магнитный полюс; 4 - обмотка возбуждения.


5117-18.jpg

Рис. 12. Дублет из двух квадрупольных электростати ческих линз, поля к-рых повернуты вокруг оптической оси z системы одно относительно другого на угол 90°.

Лит.: Косcлет В., Введение в электронную оптику, пер. с англ., M., 1950; Явор С. Я., Фокусировка заряженных частиц квадрупольными линзами, M., 1968; Арцимович Л. А., Лукьянов С. Ю., Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях, M., 1972; Grivet P. [а. <о.], Electron Optics, 2 ed., pt 1-2, Oxf., 1972; Баранова Л. А., Явор С. Я., Электростатические электронные линзы, M., 1986; см. также лит. при ст. Электронная и ионная оптика. П. А. Стоянов.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

См. также в других словарях:

  • ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ — электрические и магнитные поля определенной конфигурации для фокусировки электронных пучков (электростатические линзы, магнитные линзы, комбинированные электронные линзы). Существуют также ионные линзы …   Большой Энциклопедический словарь

  • 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… …   Большая советская энциклопедия

  • электронные линзы — электрическое и магнитное поля определенной конфигурации для фокусировки электронных пучков (электростатические линзы, магнитные линзы, комбинированные электронные линзы). Существуют также ионные линзы. * * * ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ,… …   Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ — электрич. и магн. поля определ. конфигурации для фокусировки электронных пучков (электростатич. линзы, магн. линзы, комбинир. Э.л.). Существуют также ионные линзы …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ — электронно оптич. устройства, предназнач. для создания электрич. и магн. полей определ. конфигурации и используемые для фокусировки электронных пучков. Различают электростати ч. Э. л., магнитные линзы и комбинированные Э. л …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ — направленные потоки эл нов, поперечные размеры к рых обычно значительно меньше их длины. Э. п. впервые были обнаружены в газовом разряде, происходящем при пониженном давлении: наблюдались слабое голубое свечение вдоль оси газоразрядной трубки и… …   Физическая энциклопедия

  • Электронные призмы —         электроннооптические (соответственно ионные призмы ионнооптические) системы, предназначенные для отклонения пучков заряженных частиц или для разделения таких частиц по энергии и массе. Э. п. получили своё название в рамках общей аналогии… …   Большая советская энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИЗМЫ — электронно оптические системы (соответственно ионные призмы ионно оптические), предназначенные для отклонения пучков заряж, ч ц или для разделения таких ч ц по энергиям и массам. Э. п. получили своё назв. в рамках общей аналогии между электронной …   Физическая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИЗМЫ — электронно оптические (соответственно, ионные призмы ионно оптические) системы, предназначенные для отклонения пучков заряж. частиц или для разделения таких частиц по энергиям и массам. Э. п. получили своё назв. в рамках общей аналогии между… …   Физическая энциклопедия

  • КВАДРУПОЛЬНЫЕ ЛИНЗЫ — (см. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛИНЗЫ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983. КВАДРУПОЛЬНЫЕ ЛИНЗЫ …   Физическая энциклопедия