Cтраница 2
В электронной пушке любой конструкции ближайшая к катоду электронная линза тоже представляет собой катодную линзу. В этом случае задачей катодной линзы является создание электронного пучка такой формы, чтобы его поперечное сечение в наиболее узком месте вблизи катода было бы по возможности мало. [16]
![]() |
Траектории электронов. [17] |
Оно расположено позади катода, на расстоянии у с. Электроны, выходящие из рассматриваемой катодной линзы, будут представляться испущенными этим изображением катода. [18]
Электроды выполнены в форме цилиндров с диафрагмами. Эмитирующая поверхность катода вместе с фокусирующим электродом и ближайшим к катоду концом первого анода образуют катодную линзу. Первый и второй аноды составляют иммерсионную линзу. [20]
![]() |
Параксиальные траектории электронов в линзе с распределением потенциала ( 5, 17.| Простейший иммерсионный объектив. [21] |
Пусть перед плоским катодом К ( рис. 105), на небольшом от него расстоянии, помещена диафрагма с круглым отверстием А. Однако, как это видно из расположения эквипотенциальных поверхностей, изображенная на рисунке электроннооптическая система всегда будет рассеивать электроны, в то время как для многих целей желательно иметь собирающую катодную линзу. Для того чтобы ее осуществить, между катодом и анодной диафрагмой помещается еще одна диафрагма, на которую подается небольшой положительный или отрицательный потенциал. [22]
Поперечное сечение этого кроссовера намного меньше, чем катода, но вследствие упомянутого распределения начальных скоростей оно никогда не может быть сведено к нулю. В некоторых зон-доформирующих системах пытаются значительно уменьшить размеры кроссовера. Различие между катодной линзой и электронной пушкой или ускоряющей линзой состоит только в том, что в последних не ставят целью воспроизвести изображение катода, а добиваются прохождения как можно большего тока через как можно меньший кроссовер. [23]
Микроскоп, использующий дифракцию медленных электронов на поверхности, был изобретен Бауэром ( 1962) и оказался весьма мощным для получения детальной информации о процессах, происходящих на поверхности монокристалла под действием нагревания и / или осаждения на нее различных атомов. На рис. 3.21 показана схема устройства этого микроскопа. Сфокусированный пучок направляется в специальную линзу ( катодную линзу), расположенную непосредственно перед исследуемой поверхностью. Далее пучок может дифрагировать на поверхности монокристалла, порождая ряд рассеянных лучей, как это имеет место в ДМЭ. Дифрагированные электроны проходят обратно сквозь катодную линзу, ускоряются в ней снова до 20кэВ и отклоняются в магнитном секторе в сторону экрана. Если магнитная пропускающая линза сфокусирована на заднюю фокальную плоскость катодной линзы, то может быть сформировано изображение ДМЭ-кар-тины на передней поверхности микроканальной пластины, служащей детектором. Есть и другой вариант эксперимента: апертуру ( отверстие) на задней фокальной плоскости катодной линзы можно расположить так, чтобы через передаточную линзу проходил только один дифрагированный луч. [24]
Принципиальное отличие в том, что частицы, выходящие из поверхности ( из катода в случае электронов), к-рую они изображают, имеют определенный эперге-тнч. Для того чтобы изобразить эмигрирующую поверхность, необходимо создать на ней большую напряженность электрич. Хорошая катодная линза должна сильно шнуровать пучок частиц, вышедший с оптич. [25]
Однако это размытие незначительно, так как в обычных условиях р очень невелико - порядка нескольких десятых микрона. Отсюда следует, что положение изображения катода определяется траекториями электронов, покидающих катод с начальными скоростями, параллельными его поверхности. Рассмотрим вопрос о применимости гауссового приближения для расчета катодной линзы. Так как силовые линии вблизи катода перпендикулярны к его поверхности, то независимо от конструкции катодной линзы в некоторой ограниченной, примыкающей к катоду области, поле будет практически однородным. При вылете из катода скорости электронов могут составлять значительные углы с осью линзы. Поэтому приближение Гаусса здесь не может быть применено. Однако ввиду малости начальных энергий электронов, при обычно применяемых ускоряющих потенциалах в сотни и тысячи вольт, уже в непосредственной близости от катода продольные скорости, приобретенные в поле, настолько возрастают, что значительно превышают поперечные составляющие тепловых скоростей. [26]
Классификация электростатических линз дана в разд. Один из способов классификации линз определяется тем, являются ли линзы ограниченными или погруженными в поле. Границы линзы обычно определяются двумя плоскостями г а и г Ь, на которых поле линзы практически исчезает ( разд. Исключением являются диафрагмы, поле которых не ограничено по крайней мере с одной стороны, и источники ( катодные линзы), у которых поле резко обрывается со стороны, обращенной к объективу. Во всех других случаях электростатические линзы можно рассматривать как ограниченные с обеих сторон. [27]
Микроскоп, использующий дифракцию медленных электронов на поверхности, был изобретен Бауэром ( 1962) и оказался весьма мощным для получения детальной информации о процессах, происходящих на поверхности монокристалла под действием нагревания и / или осаждения на нее различных атомов. На рис. 3.21 показана схема устройства этого микроскопа. Сфокусированный пучок направляется в специальную линзу ( катодную линзу), расположенную непосредственно перед исследуемой поверхностью. Далее пучок может дифрагировать на поверхности монокристалла, порождая ряд рассеянных лучей, как это имеет место в ДМЭ. Дифрагированные электроны проходят обратно сквозь катодную линзу, ускоряются в ней снова до 20кэВ и отклоняются в магнитном секторе в сторону экрана. Если магнитная пропускающая линза сфокусирована на заднюю фокальную плоскость катодной линзы, то может быть сформировано изображение ДМЭ-кар-тины на передней поверхности микроканальной пластины, служащей детектором. Есть и другой вариант эксперимента: апертуру ( отверстие) на задней фокальной плоскости катодной линзы можно расположить так, чтобы через передаточную линзу проходил только один дифрагированный луч. [28]
Однако это размытие незначительно, так как в обычных условиях р очень невелико - порядка нескольких десятых микрона. Отсюда следует, что положение изображения катода определяется траекториями электронов, покидающих катод с начальными скоростями, параллельными его поверхности. Рассмотрим вопрос о применимости гауссового приближения для расчета катодной линзы. Так как силовые линии вблизи катода перпендикулярны к его поверхности, то независимо от конструкции катодной линзы в некоторой ограниченной, примыкающей к катоду области, поле будет практически однородным. При вылете из катода скорости электронов могут составлять значительные углы с осью линзы. Поэтому приближение Гаусса здесь не может быть применено. Однако ввиду малости начальных энергий электронов, при обычно применяемых ускоряющих потенциалах в сотни и тысячи вольт, уже в непосредственной близости от катода продольные скорости, приобретенные в поле, настолько возрастают, что значительно превышают поперечные составляющие тепловых скоростей. [29]
![]() |
Катодная линза. [30] |