Einzel čočka - Einzel lens

Implementace einzel čočky ukazující iontovou cestu. Šest desek je rovnoběžných s dráhou iontového letu se střední deskou v určitém potenciálu.

An einzel čočka (z Němec: Einzellinse - jediný objektiv[1]), nebo unipotenciální čočka,[2] je nabitá částice elektrostatická čočka který zaostřuje beze změny energie paprsku. Skládá se ze tří nebo více sad válcových nebo obdélníkových otvorů nebo trubek v sérii podél osy. Používá se v iontová optika zaměřit ionty za letu, čehož je dosaženo manipulací s elektrické pole v cestě iontů.

Elektrostatický potenciál v čočce je symetrický, takže ionty znovu získají svoji počáteční hodnotu energie při opuštění objektivu, i když rychlost vnějších částic se změní tak, že se sbíhají k ose. To způsobí, že vnější částice dorazí k soustředit se křižovatka o něco později než u těch, které cestují po přímé dráze, protože musí cestovat o větší vzdálenost.

Teorie

Perspektivní pohled na čočku einzel.
Cesta iontů při jejich průchodu einzelskou čočkou. Iontová hmotnost je 200 kDa zrychleno na 40 kV, potenciál střední desky je na 200 V a velikost desky je 1 m (tyto hodnoty jsou pro ilustraci netypické).

Rovnice pro změnu radiální rychlosti částice při jejím průchodu mezi dvojicí válců v čočce je:

s z osa procházející středem čočky a r je normální směr z. Pokud je čočka vyrobena z válcových elektrod, je pole symetrické kolem z. je velikost elektrického pole v radiálním směru pro částici v určité radiální vzdálenosti a vzdálenosti přes mezeru, je hmotnost částice procházející polem, je rychlost částice a q je náboj částice. Integrál se vyskytuje přes mezeru mezi deskami. Toto je také interval, ve kterém dochází k tvorbě čoček.

Dvojici desek se také říká elektrostatická ponorná čočka,[pochybný ] einzelskou čočku lze tedy popsat jako dvě nebo více elektrostatických ponorných čoček. Řešení výše uvedené rovnice pro nalezení změny radiální rychlosti pro každou dvojici desek lze použít k výpočtu ohniskové vzdálenosti objektivu.

Aplikace na televizní obrazovky

Princip čočky einzel ve zjednodušené formě byl také použit jako zaostřovací mechanismus v displeji a televizi katodové trubice,[3][4] a má tu výhodu, že poskytuje dobré ostře zaostřené místo po celou dobu životnosti elektronové pistole trubice, s minimálním nebo žádným novým nastavením (mnoho černobílý Televizory neměly nebo nepotřebují ovládací prvky ostření), i když u černobílých displejů s vysokým rozlišením a všech barevných displejů CRT je k dispozici (nastavitelné technikem) ovládání potenciometru zaostření.

Viz také

Reference

  1. ^ Liebl, Helmut (2008). Aplikovaná nabitá částicová optika. Berlín Heidelberg: Springer-Verlag. str. 39. ISBN  978-3-540-71924-3.
  2. ^ Heddle, D W O (2000). Systémy elektrostatických čoček (Druhé vydání.). Bristol a Philadelphia: IOP Publishing. str. 63. ISBN  0 7503 0697 1.
  3. ^ „Rozhlas a televize“ od C. A. Quarringtona, 1952–1963.
  4. ^ „Servis televizních přijímačů“ E. A. W. Spreadbury, 1953.