
【电】 electric quadrupole lens
【化】 quadrupole
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
glass; lens
【化】 lens
【医】 lens; phaco-; phako-
四极电透镜(Quadrupole Electric Lens)是一种基于电磁场原理设计的粒子束操控装置,主要用于带电粒子(如电子、离子)的聚焦与准直。其核心结构由四个对称排列的电极或磁极构成,通过交变电场或磁场形成梯度场分布,对运动中的带电粒子产生横向作用力,从而实现对粒子束形状的动态调控。
结构与原理
四极电透镜的电极通常呈双曲面或圆柱形,两对电极分别施加正负电压,形成四象限电场。其电场强度随空间位置呈线性变化,满足公式:
$$
E_x = -k cdot x, quad E_y = k cdot y
$$
其中(k)为场梯度系数。这种非旋转对称场分布可使粒子束在水平方向聚焦、垂直方向散焦(或反之),通过多级串联可实现净聚焦效果。
应用领域
性能参数
关键指标包括聚焦强度(由电极电压和几何尺寸决定)、像差系数及工作频率。优化设计需平衡场均匀性与机械公差,例如采用有限元仿真辅助电极形状设计。
四极电透镜(Electric Quadrupole Lens)是一种利用电场对带电粒子束(如电子、离子)进行聚焦或散焦的装置,广泛应用于电子显微镜、粒子加速器等领域。其核心原理和特点如下:
四极电透镜由四根对称排列的电极棒构成,通常呈菱形或正方形分布。相邻电极施加极性相反的电压,形成非均匀电场。带电粒子束通过时,在横向(X/Y方向)会受到电场梯度作用:一个方向聚焦,另一个方向散焦,通过多级透镜组合可实现整体聚焦效果。
如需进一步了解具体设计参数或实验案例,可参考知网等学术平台的文献(来源:)。
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