Kvadrupolilinssi

Kvadrupolilinssi on laite varautuneiden hiukkassäteiden tarkentamiseen kvadrupolikonfiguraation muodossa olevan magneettisen tai harvemmin sähkökentän avulla.

Kvadrupolilinssin kenttä

Oletetaan, että hiukkassäde on fokusoitava pitkin yhtä koordinaateista, eli hiukkasen, jolla on taipuma, tulee kokea säteen akseliin suunnattu voima, joka on verrannollinen sen taipumaan: Jos linssi on äärettömän pitkä, on, että ongelma on pelkistetty kaksiulotteiseksi erikoistapaukseksi, silloin ei ole kentän pitkittäistä komponenttia. Sitten kenttäkomponenttien välinen yhteys seuraa Maxwellin yhtälöistä tyhjiössä: Skalaaripotentiaali on tässä tapauksessa muotoa: $x$ $\Delta x'=P\cdot x={\frac {\int H_{y}(x,s)ds}{pc)).$ $H_{y}(x)=G\cdot x.$ $rot{\vec {H}}=0\to {\frac {\partial H_{x}}{\partial y}}-{\frac {\partial H_{y}}{\partial x}} =0.$

\Psi (x,y)=G\cdot xy,

ja hiukkasvirran fokusointi yhtä koordinaattia pitkin johtaa vastaavaan defokusointiin toista koordinaattia pitkin.

Klassinen kvadrupolilinssi

Tyhjiökentän jakautuminen määräytyy täysin reunaehtojen mukaan . Tarkastellaan kvadrupolikentän ekvipotentiaalia : . Tämä on hyperbolia. Siten, jos magneettinapat on valmistettu hyperbolin muodossa pehmeästä magneettisesta materiaalista, jolla on korkea magneettinen permeabiliteetti , ne muodostavat ekvipotentiaalipinnan, joka asettaa oikeat reunaehdot. Ihanteellista kvadrupolikenttää varten hyperbelin haarojen tulee ulottua akseleita pitkin, jotka ovat kohtisuorassa hiukkasen liikettä vastaan äärettömään. Todellisuudessa ne katkeavat, koska virtakäämityksiä on, mikä aiheuttaa ihanteellisen kentän vääristymisen, mikä heikentää tarkennuksen laatua. Mutta kun 4-akselinen symmetria havaitaan, vain korkean tason moninapakorjaukset ovat sallittuja . Muutamalla hieman napakappaleiden poikkileikkauksen hyperbolista profiilia on mahdollista vaimentaa moninapakorjauksia. $G\cdot xy=const$ $\mu \gg 1$ $H_{y}(x)=G\cpiste x+h_{5}\cpiste x^{5}+h_{9}\cpiste x^{9}+\pisteet$

Panofskyn linssi

Kvadrupolilinssi, jossa virran jakautuminen ei muodostu rautanapasta, vaan virran jakautumisesta. Ensin ehdotti V.K.Kh. Panofsky vuonna 1959 [1] . Jos äärettömän ohuita virtalevyjä, joilla on tasainen virran jakautuminen, sijoitetaan seiniä pitkin suorakaiteen muotoiseen rautakaiteen "ikkunaan", voidaan osoittaa, että kenttäriippuvuus ikkunan sisällä on lineaarinen poikittaiskoordinaatissa.

Suprajohtava linssi

Suprajohtimia käytetään pääsääntöisesti magneettisissa elementeissä, joilla on suuri kenttä, joissa "lämpimien" magneettien rauta on kyllästynyt ja lakkaa määrittämästä magneettikentän konfiguraatiota. Siksi suprajohtavissa linsseissä kentän konfiguraatio määräytyy myös virranjakauman mukaan. Useimmiten käytetään ns. "kosinikäämityksiä": käämin pituussuuntaiset kierrokset sijaitsevat sylinterin pinnalla niin, että lineaarinen virrantiheys poikkileikkauksessa on verrannollinen . Tässä tapauksessa sylinterin sisällä oleva kenttä on kvadrupoli. $cos(\theta )$

Muistiinpanot

↑ Magneettinen kvadrupoli suorakaiteen muotoisella aukolla (linkki ei saatavilla) , LN Hand ja WKH Panofsky, Rev. sci. Instrum. 30, 927 (1959).

Katso myös

kvadrupoli
Dipolimagneetti
sextupol linssi

Linkit

Elektroniset linssit - artikkeli Great Soviet Encyclopediasta .
kvadrupoli keskittyy.
Magnetic Fields and Magnet Design arkistoitu 28. syyskuuta 2020 Wayback Machinessa // Jeff Holmes, Stuart Henderson, Yan Zhang, USPAS , tammikuu 2009.