Електронна оптика електростатичних полів». Розподіл потенціалу в аксиально-симетричному електричному полі, страница 12

7) Поміняємо потенціали на електродах початкової лінзи: U1=700, U2=50 (рис.2.23.). Фокусна відстань у цьому випадку дорівнює 67,23 мм. Видно, що в обох випадках (U1<U2 і U1>U2) лінза залишається збираючою. Збираюча дія одиночної лінзи в любих випадках якісно випливає з того факта, що в любому випадку електрони проходять збираючу область поля лінзи з меншими швидкостями, ніж розсіюючу. Частіше використовують U1<U2 тому що оптична сила лінзи в випадку U1<U2, зростає набагато сильніше ніж U1>U2, це пояснюється тим, що в останньому випадку зі зростом потенціалу середнього електрода зростає швидкість зміни напруженості поля у напрямку осі лінзи, але одночасно зростає і швидкість електронів в її полі, що уповільнює ріст оптичної сили.

Рис.4.7.Вплив зміни потенціалів електродів на рух електрона.

2.2.5  Імерсійний об'єктив.

1)  Задамо геометричні параметри та потенціали електродів імерсійного об'єктива відповідно до рис.5.1

Картина поля для імерсійного об'єктива із заданими параметрами показана на рис.5.2

y               

U_мод=-12 В             U_a=100 B

            6

U_k=0 

  5       

3,3          5,3                 14,1          x

Рис. 5.1 Геометричні розміри імерсійного об’єктива.

Рис. 5.2. Картина поля, розподіл потенціалу і траєкторія польоту електрона в полі імерсійного об’єктива з нульовим кутом влету.

При дослідженні руху електронів фокусна відстань залишається сталою. Це пояснюється тим,що на електрони діє одна і та сама радіальна сила. І повна швидкість у них одна і та сама, що дорівнює складовій швидкості V_z. Фокусна відстань рівна 6,12 мм

2)  Для перетину траєкторії з віссю х на ділянці між модулятором і анодом збільшив відстань від катоду до модулятора. При цьому фокус перемістився на потрібну відстань.   Очевидно, що поле в області діафрагми модулятора буде фокусувати електронний пучок, поле ж в області анодної діафрагми буде надавати розсіюючу дію. Проте загальна дія такого імерсійного об’єктива буде збираючою, так як в першій області швидкості електронів, емітованих катодом, значно менші швидкостей, які набираються електронами у полі лінзи при підході до розсіюючої області. Фокусна відстань рівна 4,96 мм.

Геометричні розміри та потенціали при перетині траєкторії руху електронів з віссю х на ділянці між модулятором і анодом подано в таблиці:

Рис. 5.3. Картина поля, розподіл потенціалу і траєкторія польоту електрона

при перетині траєкторії з віссю х на ділянці між модулятором і анодом.

3)  Дослідимо умову параксіальності (рис. 5.3.). З рисунку видно,що якщо змінювати точку вльоту електрона при нульовому куті, фокус буде незмінним. Це пояснюється тим, що залежно від точки вльоту, на електрон діє сила, яка пропорційна відстані від осі z. Тобто, чим далі електрон влітає від осі тим більша радіальна сила на нього діє