
【化】 electrostatic focusing
靜電聚焦(Electrostatic Focusing)是指利用靜電場對帶電粒子束(如電子束)進行路徑調控的技術。其核心原理是通過電極間電勢差形成的非均勻電場,使粒子在運動過程中受到電場力作用,最終實現束流的會聚或發散控制。
從電子光學角度分析,該技術遵循泊松方程和拉普拉斯方程描述的電場分布規律。以軸對稱系統為例,電子軌迹滿足以下關系式: $$ frac{dr}{dz} = frac{e}{8V} left( frac{partial V}{partial r} - rfrac{partial V}{partial z} right) $$ 其中$r$為徑向坐标,$z$為軸向坐标,$V$為電勢,$e$為電子電荷量。該微分方程的解決定了電子束的聚焦特性。
實際應用主要體現在兩類裝置中:
在工程實踐中,設計需綜合考慮電極幾何參數、工作電壓穩定性及空間電荷效應。英國國家物理實驗室2024年發布的《靜電聚焦系統優化指南》指出,當電極曲率半徑與間距比大于3:1時,可有效抑制場緻發射效應。
靜電聚焦是指利用靜電場産生的電勢分布來控制帶電粒子(如電子束)的運動軌迹,使其彙聚到特定焦點的過程。這一技術廣泛應用于電子束器件中,例如顯像管、示波管等。
基本原理:
通過不同電極施加不等電壓,形成非均勻電場和等位面。當電子穿過這些等位面時,其運動方向因電場力作用發生偏折,類似光線在透鏡中的折射現象,最終實現聚焦。
關鍵結構:
靜電聚焦系統通常由多個同軸圓筒或圓環電極組成,構成“電子透鏡”,通過調節各電極電壓優化聚焦效果。
應用場景:
如需更深入的技術細節或公式推導,可參考電子光學相關文獻。
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