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:

${displaystyle Delta v_ {r} = int {frac {qE_ {r} (r, z)} {mv_ {z}}} dz,}$

s z osa procházející středem čočky a r je normální směr z. Pokud je čočka vyrobena z válcových elektrod, je pole symetrické kolem z. ${displaystyle E_ {r} (r, z)}$ je velikost elektrického pole v radiálním směru pro částici v určité radiální vzdálenosti a vzdálenosti přes mezeru, ${displaystyle m}$ je hmotnost částice procházející polem, ${displaystyle v_ {z}}$ 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 – diskutovat]} 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

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

Aberth, William H. (1974), „Konstrukce čočky einzel schopné provozu na vysoké napětí“, Recenze vědeckých přístrojů, 45 (10): 1289, Bibcode:1974RScI ... 45.1289A, doi:10.1063/1.1686484

[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.

[1]

[2]

[3]

[4]