Электронные линзы электростатические

Окончательное изображение в микроскопе формируется на флуоресцирующем экране или фотопластинке. Контраст изображения определяется долями электронов, рассеянных на микроучастке и прошедших через апертуру. Для управления электронными пучками используются центрированные аксиально-симметричные электрические и магнитные поля, т. е. электронные линзы электростатического или магнитного типа. При получении изображений достаточной яркости непосредственно в электронном микроскопе с увеличением в несколько сот тысяч раз плотность тока на объекте должна достигать нескольких ампер на сантиметр в квадрате. Чтобы уменьшить нагрев образца, приходится сильно уменьшать облучаемую область до размеров нескольких микрометров. Важным достоинством электронного микроскопа является большая глубина резкости, превосходящая почти на три порядка глубину резкости оптического микроскопа. [c.185]

Способы расчета электронных путей в электромагнитных полях (независимо от того, применяются ли методы механики или геометрической оптики) позволяют установить условия, при которых электроны, вышедшие из какой-либо точки (источник), соберутся вновь в какой-то точке (стигматическое изображение). Совокупность электрических или магнитных полей, в которых должен двигаться электрон для получения такого изображения, представляет собой электронные линзы (магнитные или электростатические), играющие в электронной оптике такую же роль, как обычные линзы в геометрической оптике ). При подходящих условиях (параксиальные пучки или соответствующим образом рассчитанные исправленные электронные линзы) источник электронов может дать достаточно хорошее изображение. [c.359]

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 (осесимметричные, цилиндрические, квадрупольные и др.) и по др. характерным признакам. [c.568]

Рис, 6. Электростатическая одиночная электронная линза / — внешние электроды 2—внутренний электрод 3—седло-вая точка 4—траектория электрона И], Vi—потенциалы электродов. [c.570]

Рнс. И. Сечения квадрупольных электростатической (а) и магнитной (б) электронных линз, перпендикулярные направлению движения пучка электронов J—электроды 2—силовые линии полей 3—магнитный полюс 4—обмотка возбуждения. [c.571]

Рис. 8. Электростатические цилиндрические электронные линзы а—диафрагма со щелью 6—иммерсионная линза, состоящая из двух пластин. В области прохождения заряженных частиц поле линз не изменяется в направлении, параллельном щелям диафрагм или зазорам между пластинами соседних электродов.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЛИНЗЫ—см. Электронные линзы. [c.593]

Магнитные электронные линзы распространены более широко. Принцип их тот же, что у электростатических линз, но путь электронов в них гораздо сложнее вследствие вращения пучка электронов вокруг оси линзы (фиг. 17, б). Фокусное расстояние такой линзы прямо пропорционально и обратно пропорционально №. Поскольку эти величины определяются соответственно разностью потенциалов и силой тока в катушке возбуждения, очевидно, что для получения удовлетворительного изображения как ускоряющая разность потенциалов, так и сила тока в катушках должны быть постоянны на практике это обычно достигается с помощью специальных стабилизирующих устройств. В отличие от линз светового микроскопа фокусное расстояние здесь можно изменять по желанию, устанавливая различные значения разности потенциалов между элементами линз или изменяя силу тока магнитных линз эти возможности компенсируют в электронно-оптических системах отсутствие механических перемещений. [c.379]

Установка для размерной обработки состоит из электронной пушки, рассчитанной на ускоряющее напряжение до 60 киловольт и токи пучка до 15 миллиампер, конденсаторной линзы, электростатической отклоняющей системы, формирующей линзы и рабочей камеры со столом, допускающим перемещения обрабатываемой детали в двух взаимно перпендикулярных направлениях с точностью до 0,01 мм. [c.86]

Радикальное увеличение разрешающей способности достигается в электронном микроскопе, где вместо световых лучей используются Электроны. Соответствующая электронам длина волны де Бройля K=h/ mv) при ускоряющем напряжении 10 кВ равна 10 " м, что уже меньше размеров атома ( 10 m). В формирующих изображение системах электронных линз (магнитных и электростатических) из-за больших аберраций используются только узкие параксиальные пучки-с малыми апертурами ( 0,01 н-0,1), и все же разрешающая способность электронного микроскопа в сотни раз больше, чем оптического. Это позволяет разрешать детали, всего в несколько раз превосходящие размеры отдельных атомов. [c.371]

Мы рассмотрели основные законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Сначала мы определили лагранжиан частиц (уравнение (2.15)). Закон сохранения энергии позволил представить скорость частицы в виде функции потенциала (уравнение (2.31)). Затем были получены релятивистские уравнения движения (2.50) — (2.52) в обобщенной ортогональной криволинейной системе координат. Были рассмотрены частные случаи уравнений движения в декартовой (уравнения (2.53) — (2.55) и цилиндрической (2.60)—(2.62) системах координат. Уравнения движения были затем преобразованы в траекторные уравнения (2.76) —(2.77), (2.80), (2.81) и (2.84) — (2.85) соответственно. Мы ввели релятивистский потенциал (уравнение (2.89)) и показали, что он позволяет использовать нерелятивистские уравнения в магнитных полях даже в случае высоких энергий частиц. Затем был введен электронно-оптический показатель преломления (соотношение (2.92)) и установлены аналогии между геометрической оптикой, с одной стороны, и электронной и ионной оптикой, — с другой. Были определены траектории частиц в однородных электростатическом и магнитном полях посредством точного решения траекторных уравнений. В качестве практических примеров рассмотрены плоские конденсаторы, длинные магнитные линзы, электростатические и магнитные отклоняющие системы, простые анализаторы масс и скоростей. Наконец, были приведены законы подобия электронной и ионной оптики (соотношения (2.183) — (2.188) и (2.190)). [c.63]

В классических текстах по электронной оптике электростатические линзы объединяются в группы в соответствии с соотношениями потенциалов их электродов. Называется пять основных разновидностей [c.210]

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ЛИНЗА -электронная линза, в которой фокусировка луча достигается с помощью электростатического поля. [c.187]

С помощью электрического поля электроны ускоряются и системой электростатических или магнитных линз фокусируются на слое люминофора, вызывая его свечение. Изображение на люминесцентном экране на блюдается визуально или регистрируется с помощью обычных средств (фотосъемка и т. д.). [c.101]

Электронным микроскопом по аналогии с оптическим микроскопом называют электронно-оптический прибор, служащий для получения сильно увеличенных изображений малых предметов. В отличие от оптического микроскопа в электронном микроскопе используются не световые лучи, а электронные, а вместо стеклянных линз — линзы электронные (электростатические или магнитные). Возможность построения короткофокусных линз позволяет конструировать электронные микроскопы с большим увеличением. Увеличения, которые можно получить с помощью электронного микроскопа, достигают 100 ООО раз и более, тогда как лучшие оптические микроскопы дают увеличение порядка 2000 раз. Объект, предназначенный для рассматривания в электронном микроскопе, должен быть настолько тонким, чтобы электроны в нем не поглощались. [c.355]

ЭМ просвечивающего типа (объект пронизывается электронами) делаются с электростатическими или магнитными линзами. Обычно просвечивают пластический отпечаток объекта. [c.599]

Первая линза прожектора, ускоряющая электроны, может быть только электростатической, вторая и последующие могут быть электростатическими (иммерсионными или одиночными) или магнитными. Прожекторы, все линзы к-рых являются электростатическими, наз. прожекторами с электростатич. фокусировкой прожекторы, имеющие хотя бы одну магн. линзу, наз. прожекторами с магн. фокусировкой (рис. 2). [c.561]

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

Прикатодный электрод 2 и ускоряющий электрод (анод) 3 создают условия для электростатической фокусировки и разгона электронов под действием ускоряющего напряжения U. Расходящийся затем под действием кулоновских сил электронный луч 9 фокусируется магнитной линзой 6, на фокусном расстоянии от которой размещается свариваемое изделие 8. Система отклонения электронного луча 7 состоит из четырех, реже шести, электромагнитов и служит для управления процессом сварки, настройки электронного луча на свариваемый стык, сообщения лучу колебательных движений по заданной программе. [c.252]

Другой весьма перспективный метод локального химического анализа — анализ спектра энергетических потерь электронов, прошедших через исследуемый объект. Спектр потерь также характеристический для каждого элемента периодической системы. Анализатором служит электростатическая линза, помещаемая между проекционной линзой и конечным экраном степень отклонения электронов этой линзой зависит от их скорости (энергии), что и позволяет с помощью специальных электронных схем получать спектры энергетических потерь. Описываемый метод очень чувствителен и имеет локальность, соответствующую максимально полезному увеличению микроскопа. Кроме того, этим методом легче, чем рентгеноспектральным, проводить анализ на легкие элементы. [c.61]

Процесс нагрева электронным лучом основан на использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме. Сжатый поток электронов (в магнитных и электростатических фокусирующих линзах) перемещается с большой скоростью от катода к аноду в сильном электрическом поле. Кинетическая энергия соударения электронов с поверхностью детали (анода) превращается в тепловую, что приводит к ее нагреву. [c.215]

Электронный микроскоп (фиг. 10 и 11) имеет электростатические или магнитные линзы, действующие на пучок электронов так же, как обычная линза на пучок света. [c.27]

Для фокусировки может использоваться как электростатическое, так и электромагнитное поле. В случае электростатической фокусировки с помощью трех цилиндрических электродов создаются поля, форма которых показана на рис. 1.8. Полученное поле воздействует на поток электронов подобно действию оптической линзы на световой луч. Более низкий потенциал второго электрода по сравнению с первым создает такое поле, которое заставляет поток расходиться, а поле между вторым и третьим электродом, действуя в противоположном направлении, заставляет электроны сходиться в одну точку в плоскости экрана. В схеме на рис. 1.9 сетка 2 и ускоряющий анод (анод 2) действуют как часть фокусирующей системы с установкой между ними дополнительного анода (анод 1). [c.28]

Высокое напряжение создается специальным трансформатором с выпрямительным устройством минус подается на катод, анодом служит свариваемое изделие. Поток электронов на пути от катода к аноду фокусируется электростатическими линзами в виде металлических колец и электромагнитными — в форме катушек с железным каркасом. За счет фокусировки и изменения силы [c.370]

Любая Э. п. не только формирует пучок необходимой формы, но и ускоряет электроны пучка до необходимой энергии электрич. полем между анодом и катодом. Магн. поле, не изменяющее энергию электронов пучка, используется для дополнит, формирования (фокусировки) пучка. Поскольку сформированный пушкой электронный пучок на выходе из анодного отверстия за счёт кулоновского расталкивания неограниченно расширяется, получение протяжённого пучка ограниченного сечения возможно лишь при компенсации расталкивающего действия пространств. заряда внеш. электрич. или магн. полями. Ограничить расширение пучка можно с помощью продольного магн. поля (однородного или уменьшающегося в направлении катода) или последовательностью электронных линз (электростатических или магнитных), расположенных вдоль пучка. В Э. п., формирующих пучки с параллельными траекториями, используется продольное однородное магн. поле, силовые линии к-рого совпадают с траекториями, а вблизи катода и с электрич. силовыми линиями, что обеспечивает существование протяжённого устойчивого пучка. В Э. п. с компрессией ограничивающее магн. поле уменьшается в прикатодной области, что обеспечивает примерное совпадение электрич. и магн. силовых линий. Такие пушки с частично экранированным катодом позволяют формировать высокопервеансные пучки. [c.552]

РВс. W. Электростатическая траисаксиальная электронная линза с электродами в виде двух соосных цилиндров с кольцевыми щелями для прохождения пучка электронов / —цилиндрические электроды 2—траектории электронов Vi и Vt — потенциалы электродов. [c.571]

Электронная оптика основана на фокусирующем действии магнитного (или иногда электростатического) поля, симметричного относительно оси, на пучок электронов, расходящихся из одной точки, не слишком удаленной от оси поля и под небольшими углами к этой оси. Ограничение углов и расстояний от оси вызвано несовершенством электронных линз и обеспечивается серией диафрагм. Аксиштьносимметричное магнитное поле большой напряженности и малой протяженности вдоль оси получают путем выведения магнитного потока из железного панцыря, целиком охватывающего многослойный соленоид, в узкий кольцевой зазор во внутреннем канале панцыря. Магнитное поле у зазора панцыря и играет роль линзы, отклоняющей электроны тем сильней, чем дальше от оси линзы они проходят. [c.31]

Одна из наиболее важных практических трудностей в дифракционной микроскопии и в любом методе улучшения разрешающей способности электронных микроскопов связана с требованием высокого постоянства расположения фокуса. Можна напомнить, что электронная микроскопия оперирует с фокусными расстояниями того же порядка, как и оптическая микроскопия, т. е. несколько миллиметров, к то время как ею достигнуты разрешения, примерно в 100—200 раз лучшие. Кроме того, электронные линзы не так стабильны, как стеклянные, они испытывают флуктуации и, наконец, не ахроматичны. Так, электронная микроскопия на магнитных линзах становится возможной только при стабилизации токов в линзах с точностью порядка 1/20 000. В столь высокой стабильности нет необходимости в электростатических микроскопах с постоянным потенциалом, где фокусное расстояние остается фиксированным. Но даже здесь менее жесткие требования к стабильности связаны с очень большой глубиной резкости электронных объективов, обусловленной малостью апертурных углов. Однако любой дальнейший прогресс сопряжен с повышением требований к стабиль- [c.291]

Практические следствия критерия (17) будут обсуждаться Хейном в отдельной публикацин, причем в ней будет сделан особый упор на электронный микроскоп с магнитными линзами. Но можно отметить, что даже при абсолютной стабильности линз или в случае электростатических систем с постоянным потенциалом предел будет достигаться при разрешении примерно от 1 до 2 А, за которым разброс энергии электронов будет мешать дальнейшему прогрессу, если не используются ахроматические линзы. Возможности ахроматических электронных линз уже обсуждались автором в 1951 г. в отдельной статье [6]. [c.292]

Электролиз электролитов 34 Электролиты 349, 350 Электронная оптика 377—380 Электронные линзы 378, 379 магнитные 379 электростатические 379 Электропроводность 108, 426—429 Электросопротивленже 435 [c.483]

Из содержания разд. 4.4 ясно, что любое аксиально-симметричное электростатическое и(или) магнитное поле является фактически линзой. Электростатические поля создаются электродами, на которых поддерживаются необходимые потенциалы. Для создания магнитных полей используются катушки с током, обычно окруженные ферромагнитными материалами, или постоянные магниты. Способы практической реализации электронных и ионных линз многообразны, как сама жизнь. Единственные ограничения — аксиальная симметрия и практическая осущ,ествимость (реализуемые интенсивности поля, исключение возможности электрического пробоя между электродами, разумные размеры катушек и т. д.). [c.209]

Мы не можем останавливаться здесь на технической стороне работы электронно-оптических приборов, в частности на расчете я. конструкц ии электронных линз для дальнейшего достаточно знать что, подбирая соответствующим образом форму, число и расположение витков и металлических частей, создающих магнитное поле, или обкладки конденсаторов, создающих электростатическое поле,, можно добиться того, что с определенной степенью точности преломление траектории электрона будет пропорциональным расстоянию х)т точки траектории до оси электрсоптической системы,— свойт ство, которым обладают оптические линзы. [c.91]

В эмиссионном микроскопе относительно толстый поверхностный слой образца, нагреваемый или бомбардируемый ионами, электронами или фотонами, становится самоэмитирующим и испускает электроны, с помощью которых формируется изображение. Эти электроды должны быть ускорены, так как их начальная энергия очень низка. Следовательно, первая, или объективная линза в эмиссионном микроскопе должна быть электростатической — ее называют иммерсионной линзой. Катодом является сам объект. Под ним помещены два электрода с малыми апертурами. Первый сконструирован в виде цилиндра Венельта — его потенциал равен или слегка отличается от потенциала объекта. После прохождения этого электрода электроны ускоряются электростатическим полем между цилиндром Венельта и заземленным анодом. Ускоряющее напряжение имеет величину от 10 до 50 кв. [c.20]

Рассмотренные два случая преломления траекторий частиц являются лишь дтростейшими примерами эффектов, которые могут наблюдаться при движении частиц в электрическом поле. При различной конфигурации электрических полей можно достичь, например, того, что пучок расходящихся траекторий частиц в этом поле превратится в сходящийся, т. е. произойдет фокусировка пучка частиц. Такие методы широко применяются сейчас для получения тонких пучков заряженных частиц, а также для различных других преобразований пучков частиц, главным образом электронов (так называемая электронная оптика). Электроды, которые служат для создания электрических полей нужной конфигурации, называются электрическими (или электростатическими) линзами. [c.209]

В трубке Кольтмана изображение просвечиваемого изделия формируется на покрытом сернистом цинком флюоресцирующем экране. С внутренней стороны экран покрыт фотоэлектрическим сурьмяно-цезиевым слоем, эмитирующим медленные электроны под воздействием свечения флюоресцирующего экрана. В противоположной части трубки расположен анод из алюминиевой фольги, покрытый снаружи слоем фосфора. Между катодом и анодом приложена ускоряющее напряжение около 30 кв, распределенное между пятьЮ электростатическими линзами, сжимающими пучок электронов, формирующих изображение с диаметра 125 мм до 25 мм. За счет сжатия пучка и ускорения электронов яркость полученного на аноде перевернутого изображения в 100—150 раз выше яркости исходного изображения на экране. [c.335]

Рвс. 6. Схема растрового оже-элекгронного микроскопа (РОЭМ) I—ионный насос 2—катод 3—трёхэлектродиая электростатическая линза 4 — многоканальный детектор 5 — апертурная диафрагма объектива 6—двухъярусная отклоняющая система для развёртки электронного зонда 7 — объектив 8 — наружный электрод цилиндрического зеркального анализатора 9—объект. [c.577]

Оборудование для пайки электронным лучом. Процесс нагрева электронным лучом основан на использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме. Сжатый в магнитных и электростатических фокусирующих линзах, поток электронов перемещается с большой скоростью от катода к аноду в сильном электрическом поле. Кинетическая энергия электронов при соударении с поверхностью детали-анода превращается в тепловую, что приводит к ее нагреву. Нагрев под пайку электронным лучом осуществляется в специальных вакуумных камерах (1,33-10 . .. 1,33-10 " Па). Для пайки, как правило, применяют сканирующий или расфокусированный пучок электронов [9]. [c.458]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...