Una lente einzel (del alemán : Einzellinse – lente única [1] ), o lente unipotencial , [2] es una lente electrostática de partículas cargadas que enfoca sin cambiar la energía del haz. Consiste en tres o más conjuntos de aberturas o tubos cilíndricos o rectangulares en serie a lo largo de un eje. Se utiliza en óptica iónica para enfocar iones en vuelo, lo que se logra mediante la manipulación del campo eléctrico en la trayectoria de los iones.
El potencial electrostático en la lente es simétrico, por lo que los iones recuperarán su energía inicial al salir de la lente, aunque la velocidad de las partículas externas se verá alterada de manera que converjan hacia el eje. Esto hace que las partículas externas lleguen a la intersección del foco un poco más tarde que las que viajan por una trayectoria recta, ya que tienen que recorrer una distancia adicional.
La ecuación para el cambio en la velocidad radial de una partícula cuando pasa entre cualquier par de cilindros en la lente es:
con el eje z pasando por el centro de la lente, y r siendo la dirección normal a z . Si la lente está construida con electrodos cilíndricos, el campo es simétrico alrededor de z . es la magnitud del campo eléctrico en la dirección radial para una partícula a una distancia radial particular y distancia a través del espacio, es la masa de la partícula que pasa a través del campo, es la velocidad de la partícula y q es la carga de la partícula. La integral ocurre sobre el espacio entre las placas. Este es también el intervalo donde ocurre el efecto lente.
El par de placas también se denomina lente de inmersión electrostática [ dudoso – discutir ], por lo que una lente Einzel puede describirse como dos o más lentes de inmersión electrostática. Resolviendo la ecuación anterior dos veces para encontrar el cambio en la velocidad radial para cada par de placas se puede utilizar para calcular la longitud focal de la lente.
El principio de lente Einzel en una forma simplificada también se utilizó como mecanismo de enfoque en tubos de rayos catódicos de pantallas y televisores , [3] [4] y tiene la ventaja de proporcionar un buen punto nítido y enfocado durante toda la vida útil del cañón de electrones del tubo, con un reajuste mínimo o nulo necesario (muchos televisores monocromáticos no tenían o no necesitaban controles de enfoque), aunque en las pantallas monocromáticas de alta resolución y en todas las pantallas CRT en color se proporciona un control de potenciómetro de enfoque (ajustable por el técnico).
