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電子ビームはどのように焦点を合わせていますか?

電子ビームは、電界と磁場の組み合わせを使用して焦点を合わせています。原理は、レンズが光を焦点を合わせる方法に似ていますが、光を曲げる代わりに、電子の経路を曲げます。これがどのように機能しますか:

1。静電焦点:

* 静電レンズ: これらは、それらの間に潜在的な違いが適用される金属シリンダーです。これにより、電子の収束レンズのように作用する電界が作成されます。電子は、正に帯電したシリンダーに引き付けられ、負に帯電したシリンダーによって撃退され、その経路が収束します。

* 利点: シンプルなデザイン、高い集中力、および良好な安定性。

* 短所: 迷った電荷の影響を受ける可能性があり、高エネルギーでの焦点の焦点が限られています。

2。磁気焦点:

* 磁気レンズ: これらは、電磁コイルを使用して磁場を作成します。磁場線は形成されてレンズのような効果を形成します。電子は磁場によって偏向され、その経路が収束します。

* 利点: 高焦点強度、高エネルギー電子の方が良い、迷った電荷の影響を受けにくい。

* 短所: より複雑な設計は、外部ソースからの磁場の影響を受ける可能性があります。

3。組み合わせたフォーカス:

* 電磁レンズ: これらのレンズは、静電界と磁場の両方を組み合わせて、最適な焦点を達成します。これらは、高性能電子顕微鏡やその他の厳しい用途で使用されます。

* 利点: 最高の集中力、安定性、汎用性。

* 短所: 単一のフィールドレンズよりも複雑で高価です。

4。その他のフォーカス方法:

* 四重極レンズ: これらのレンズは、4つの極のセットを使用して、一方の方向にビームを焦点を合わせ、別の方向に解体する磁場を作成します。

* Octupoleレンズ: 四重極レンズに似ていますが、高次補正用の8つの極があります。

フォーカスに影響する要因:

* 電子エネルギー: より高いエネルギー電子は、運動量が増加するため、焦点を合わせるのがより困難です。

* ビーム電流: より高い電流は、スペースチャージ効果を引き起こす可能性があり、ビームを装飾できます。

* レンズ異常: すべてのレンズには、焦点を合わせたビームを歪める可能性のある欠陥があります。

電子ビームフォーカスのアプリケーション:

* 電子顕微鏡: 電子ビームをサンプルに集中させることにより、小さなオブジェクトの画像を拡大するために使用されます。

* 電子ビームリソグラフィ: 積分回路用の半導体ウェーハに複雑なパターンを作成するために使用されます。

* 医療イメージング: X線装置およびその他の医療イメージングデバイスで使用されます。

* 粒子加速器: 粒子のビームを加速および焦点を合わせるために使用されます。

全体として、フォーカス方法の選択は、特定のアプリケーションと望ましいパフォーマンスに依存します。

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