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アインツェルレンズ（ドイツ語：Einzellinse – 単レンズ[1]）またはユニポテンシャルレンズ[2]は、ビームのエネルギーを変えずに集束する荷電粒子 静電レンズです。軸に沿って直列に並んだ3組以上の円筒形または長方形の開口部またはチューブで構成されています。イオン光学系で飛行中のイオンを集束するために使用されます。これは、イオンの経路にある 電界を操作することで実現されます。
レンズ内の静電ポテンシャルは対称であるため、イオンはレンズを出るときに最初のエネルギーを取り戻しますが、外側の粒子の速度は軸に収束するように変化します。これにより、外側の粒子は余分な距離を移動する必要があるため、直線経路に沿って移動する粒子よりもわずかに遅れて焦点交差点に到達します。
理論
レンズ内の任意の一対の円筒間を通過する粒子の半径方向速度の変化を表す式は次のとおりです。
ここで、z軸はレンズの中央を通過し、r はzに垂直な方向です。レンズが円筒形の電極で構成されている場合、フィールドはz を中心に対称になります。 は、特定の半径距離とギャップを横切る距離にある粒子の半径方向の電界の大きさ、はフィールドを通過する粒子の質量、は粒子の速度、q は粒子の電荷です。積分はプレート間のギャップにわたって行われます。これは、レンズ効果が発生する間隔でもあります。
一対のプレートは静電浸漬レンズとも呼ばれ、[疑わしい–議論する]したがって、アインツェルレンズは2つ以上の静電浸漬レンズとして説明できます。上記の式を2回解いて、各プレートのペアの半径速度の変化を見つけることで、レンズの焦点距離を計算できます。
テレビブラウン管への応用
単純化されたアインツェルレンズ原理は、ディスプレイやテレビのブラウン管の焦点調節機構としても使用されており、[3] [4]ブラウン管の電子銃の耐用年数を通じて、再調整をほとんどまたはまったく必要とせずに、鮮明に焦点を合わせた良好なスポットを提供できるという利点がある（多くのモノクロテレビにはフォーカスコントロールがなかったか、必要なかった）。ただし、高解像度のモノクロディスプレイや全カラーCRTディスプレイには、（技術者が調整可能な）フォーカスポテンショメータコントロールが提供されている。
参照
参考文献
- ^ リーブル、ヘルムート (2008)。応用荷電粒子光学。ベルリン ハイデルベルク: Springer-Verlag。 p. 39.ISBN 978-3-540-71924-3。
- ^ Heddle, DWO (2000).静電レンズシステム（第2版）. ブリストルおよびフィラデルフィア: IOP Publishing. p. 63. ISBN 0 7503 0697 1。
- ^ 「ラジオとテレビ」、CA Quarrington著、1952年～1963年。
- ^ 「テレビ受信機の修理」EAW Spreadbury著、1953年。