Геометрически симметричные линзы

Геометрически симметричные линзы [c.384]

Прежде всего снова отметим замечательные особенности свойств перевернутых линз. Как мы знаем, перевернутая линза может быть получена из любой линзы перестановкой всех электродов и их напряжений. Однако для геометрически симметричной линзы достаточно всего лишь перестановки электродных напряжений, чтобы получить перевернутую линзу. Если первоначальная линза является ускоряющей, то перевернутая будет замедляющей с обратным отношением напряжений изображение-объект. Кроме того, очевидно, что величины, характеризующие линзу в пространстве объектов перевернутой линзы, эквивалентны тем же величинам в пространстве изображений первоначальной линзы и обратно. Следовательно, кардинальные элементы перевернутых симметричных линз ставятся в соответствие тем же элементам первоначальных линз с по- [c.397]

Отметим, что иногда в литературе для того, чтобы указать положение кардинальных элементов, используется расстояние до каким-либо образом определенной плоскости. Это удобно, когда линза симметрична в осевом направлении относительно плоскости, пересекающей ось в геометрическом центре линзы. В этом случае расстояние от центра до фокуса называется средним фокусным расстоянием . [c.199]

Сферическая аберрация является наиболее важной геометрической аберрацией, так как она имеет место даже для точек на оси и не может быть скорректирована другой аксиально-симметричной линзой того же типа (см. разд. 5.2.1.3). С другой стороны, ее величина не зависит от расположения точки объекта, таким образом, она не увеличивается с расстоянием от оси (что не так уж и важно для отклоняющих систем). [c.295]

Начнем изучение с простейших линз, геометрически симметричных относительно средней плоскости, перпендикулярной оптической оси. Это означает, что положение 2 максимума поля точно совпадает со средним арифметическим границ линзы а и Ь. Распределение ее потенциала имеет вид, задаваемый уравнением (3.183), и антисимметрично относительно точки гт (рис. 80). [c.384]

Начнем с наиболее простого случая линз, геометрически симметричных относительно средней плоскости, перпендикулярной к оптической оси. Например, на рис. 99 и 100 следует поло- [c.424]

Конечно, как и в двухэлектродном случае, трехэлектродные иммерсионные линзы также могут быть геометрически симметричными или асимметричными. Соответственно в этом смысле можно различать симметричные и асимметричные линзы. [c.447]

R, освещенную параллельным пучком монохроматического света, направленным перпендикулярно к плоскости решетки (рис. 28). В результате дифракции решетка посылает пучки света в разных направлениях. Центральный пучок выглядит так, как если бы решетки не было. Сверху и снизу от него расположены два пучка, симметричных относительно центрального, затем еще два и т. д. Причем каждая следующая пара более отклонена от центрального. Но каждый из них, как и падающий пучок, параллельный. С помощью линзы Л соберем дифрагированные пучки в фокальной плоскости П. Они дают разные изображения точечного источника S. Первое пятно 5q есть прямое изображение или максимум нулевого порядка, следующие два - это максимумы первого порядка, затем - максимумы второго и т. д. Первое изображение имеет наибольшую интенсивность, у остальных она уменьшается по мере удаления от центрального. По хорошо известным законам геометрической оптики следует, что угол, определяющий положение максимума, может быть найден из соотношения [c.38]

Вспомним теперь о том, что говорилось в разд. 2.6 о близкой аналогии между геометрической и электронно-ионной оптикой. Поскольку такая аналогия существует, и мы только что показали, что аксиально-симметричные поля действительно могут создавать изображения предметов, вполне естественно применить классическую терминологию геометрической оптики (разд. 1.4.2) к электронным и ионным линзам. [c.196]

Действие аксиально-симметричных электронных и ионных линз описывается параксиальной теорией (теорией первого порядка). Однако на практике траектории всегда имеют конечные смещения г и конечные наклоны г относительно оси. Даже если они невелики, пренебрежение в разложении в ряд членами высших порядков, необходимое для вывода уравнения параксиальных лучей, приводит к ошибке. Следовательно, параксиальная теория всегда неточна. В действительности изображением точечного объекта будет не одна определенная точка, а размытое пятно, образованное пересечением различных лучей с разными наклонами в разных точках изображения. Эти лучи пересекают гауссову (параксиальную) плоскость изображения в различных точках, поэтому изображение — не точка, а пятно конечных размеров, которое может иметь даже неправильную форму. Это явление называется геометрической аберрацией. Пример такого эффекта был рассмотрен в разд. [c.247]

Серьезной проблемой, связанной с электростатическими линзами, являются трудности при расчете их свойств из-за большого количества характеризующих их параметров. Число возможных комбинаций электродов неограниченно, и существует огромное количество возможных наборов параметров, которые обеспечивают линзы с различными свойствами. Даже свойства простейших линз, состоящих из пары симметрично расположенных апертур, зависят от большого числа параметров отношения электродных напряжений, размеров апертур, толщины электродов и расстояния между ними, а также от радиальных и продольных размеров электродов. Последними часто пренебрегают, но они крайне важны (см. ниже). Поэтому опубликовано чрезвычайно мало точных расчетных данных, в основном только для простейших конфигураций [44], и сравнивать свойства различных линз очень трудно. Обычно они публикуются в виде таблиц и графиков, где кардинальные элементы и коэффициенты аберрации представлены как функции отношения напряжений и геометрических параметров. Из-за большого числа этих параметров универсальные конструктивные кривые не рассчитываются. Конструирование электростатических линз обычно проводится методом проб и ошибок. Наилучший способ состоит в том, чтобы накопить данные в памяти компьютера и составить программу для их быстрого вызова и анализа. В гл. 9 будут описаны методы, которые позволяют синтезировать линзы с заданными свойствами. [c.373]

Многоэлектродные линзы также могут быть симметричными и асимметричными, как геометрически, так и электрически. В основном они работают в режиме иммерсионных линз. Данные существуют только для некоторых специальных систем. Систематическое исследование возможно только на основе распределений потенциалов. [c.456]

При изменившейся температуре линза остается симметричной относительно геометрической оси. В этом случае и 2 не зависят от 0, а Ыд = 0. [c.160]

Другие типы геометрически симметричных линз. Любая однопотенциальная линза может работать в качестве иммерсионной при простом изменении выходного потенциала Уз. Одной из линз, для которой свойства первого порядка и сферическая аберрация тщательно изучены [44, 251, 252], является линза, состоящая из трех диафрагм (рис. 100). Хотя она обладает большей плотностью поля, чем трехцилиндровая линза, ее сферическая аберрация существенно выше. [c.455]

Идея использования геометрически несимметричных однопотенциальных линз основана на хорошо известном результате световой оптики при сильном увеличении сферическая аберра-пия минимальна, если поверхность линзы с наибольшей кривизной обращена к объекту fl8j. Очевидно, в электронной и НОННОЙ оптике это соответствует ситуации, когда объект находится со стороны максимального поля, т. е. линза и ее центр сдвинуты в направлении максимального поля со стороны объекта. Такая асимметричная линза предложена давно [241] в виде системы электродов, показанной на рис. 111 (Уз = У1). Она работала в режиме более низкого потенциала среднего электрода, и экспериментально было показано, что сферический коэффициент добротности такой линзы может достигать sooo// = 3,6, который выигрывает в сравнении с наилучшим значением 5, достижимым в этом режиме для симметричной линзы, показанной на рис. 110. [c.444]

Если линза геометрически симметрична относительно средней плоскости, перпендикулярной оптической оси, то мы имеем структуру электродов простых симметричных однопотенциальных линз, но с различными потенциалами на разных электродах. Действительно, если в распоряжении имеются три разных напряжения, то с их помощью легче обеспечить симметрию линзы, чем путем изменения ее геометрических размеров. В самом деле, таким способом можно изменять степень асимметрии простым изменением напряжения на одном из электродов системы. Поскольку теперь имеются три независимых напряжения, т. е. два независимых отношения напряжений, в качестве электрических параметров, это дает большую свободу удовлетворить нескольким требованиям одновременно. [c.448]

Простейшей четырехэлектродной линзой является геометрически симметричная структура, состоящая из четырех цилиндров одинаковых диаметров, разделенных узкими зазорами (четырехцилиндровая линза) [256]. Каждый из двух центральных цилиндров исследуемой линзы имел длину 0,8/ и ширина всех зазоров равнялась 0,2/ , где / — радиус цилиндров. Было установлено, что в режиме однопотенциальной линзы оптическая сила системы непрерывно возрастает при отклонении (Уз— /о)/(У1—Уо) от единицы. В режиме иммерсионной линзы оптическая сила растет с ростом (У4—— /о) и становится менее зависимой от величины (Уз— /о)/(У1— /о). Коэффициент сферической аберрации дан только для нескольких, отдельных значений увеличения. Кроме того, вычислены траектории в четырехцилиндровой линзе переменного радиуса [257]. [c.457]

Весьма важным для технологического применения является обеспечиваемая фокусирующей системой глубина резкости пучка, т. е. размер перетяжки пучка в направлении его распространения. Как видно из приведенных на рис. 2.6 типичных экспериментальных данных, профиль лазерного пучка вблизи фокальной плоскости линзы существенно зависит от наличия аберрационных эффектов. При F Fofi, когда аберрацией можно пренебречь, перетяжка симметрична (кривая 1) и под ее длиной можно подразумевать длину бл , в пределе которой размер геометрически сходящегося пучка остается меньше его реального размера в фокальной плоскости, т.е. [c.72]

Идея метода реализована в приборе следующим образом. Излучение одночастотного лазера фокусируется на поверхности образца. Отраженный от контролируемой поверхности свет собирается линзой в квазипараллельный пучок и направляется в интерфер9метр. После сужения во входном телескопе пучок отраженного света расщепляется светоделителем на два луча равной интенсивности, которые направляются в оптически симметричные плечи интерферометра. Одно из плеч содержит стеклянную линию задержки, вследствие чего время двукратного прохождения света в этом плече больше, чем в противоположном, на некоторую величину At. После отражения от концевых зеркал оба луча возвращаются на светоделитель, где и происходит их интерференция. Для выполнения требования параллельности волновых фронтов рекомбинирующих лучей геометрические пути света в двух плечах интерферометра должны различаться на строго определенную величину [c.68]

Распределение потенциала не обязательно симметрично по отношению к его экстремальной точке. Соответственно однопотенциальные линзы могут быть симметричными или асимметричными. На рис. 99 и 100 показаны асимметричные линзы (отметим, что для однопотенциальных линз должно выполняться соотношение Уз=У ). Так как однопотенциальная линза имеет одинаковые потенциалы с обеих сторон, то геометрическая симметрия системы электродов относительно ее средней плоскости, перпендикулярной к оптической оси, автоматически приводит к общей симметрии распределения потенциала. [c.422]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...