几种典型静电透镜功能介绍
膜孔透镜
膜孔透镜结构非常简单，在一个具有小孔的薄片(一般称之为膜孔电极)的两侧设置不同的电位(或不同的电场强度，如图2-11中的E1和E2)，这就是膜孔透镜，如图2-11中a~e所示。当然，要得到图2-11中的电场和电场分布，膜孔电极的两侧还应有辅助电极，显然光有膜孔电极是不能形成透镜的。
图2-11 几种膜孔透镜电场和电子运动轨迹
图2-11中给出了膜孔透镜的五种情况。E1和E2分别为膜孔两侧的电场强度(箭头表示其方向)，垂直虚线表示等位面；E1=0和E2=0表示该区域和膜孔电极间无电位差(即等电位，或是“0”电位)。穿过膜孔的曲线(带箭头)表示电子(带电粒子)的运动轨迹。从图2-11中可看出，它们对电子都具有会聚或发散的透镜功能。
单透镜
单透镜，一般它由三个电极组成，如图2-12中a~d所示。这种透镜具有和常规光学中的凸透镜那种能把入射光会聚的功能。所以可以说单透镜就是凸透镜，它也是一个会聚透镜，其结构比膜孔透镜稍复杂。其特点为：
图2-12
表2-1
①电极可以是圆筒式也可以是膜片式的，但呈对称结构；
②最简单的单透镜只需要一个电位。图2-12中各个电极的电位可以如表2-1所示变化。图2-13是由直径相同三圆筒电极组成的单透镜的电子运动轨迹示意图。显然，V1和V2的电位关系无论怎样变化，电子束总是会聚的。
图2-13
浸没透镜
为了提高光学显微镜的分辨率常常使用油浸透镜，浸没透镜或浸没电子透镜和这种油浸透镜十分相似。它由两个电极组成(可以是圆筒、膜片，也可以是圆筒、膜片的组合)，如图2-14所示。透镜两侧的电位为常数，但电位不相等。图2-14给出了浸没透镜的几种电极结构形式。
图2-15是三种结构形式浸没透镜的电子运动轨迹示意图。图2-15中的a，b，e三种情形的电位均为V12。
图2-14
图2-15
阴极透镜
图2-16
在电真空器件中几乎都离不开阴极透镜，同样，电子束曝光机的电子枪也是一个阴极透镜。图2-16是阴极透镜的示意图。图2-16中a表示电极和电子运动的轨迹，图2-16中b表示阴极透镜轴上的电位分布。
在图2-16中a，1是阴极，和一般的电真空器件所不同是，在电子束曝光机中，阴极常处于负几十千伏甚至几百千伏的高压状态下；阴极加热电压为几伏或十几伏，该阴极加热电源叠加在负高压电源上(必须注意阴极加热电源的供电系统与高压电源的隔离)。2是栅极(也叫调制极)，其电位一般比阴极还负，栅极电位的变化可通过绝缘调节机构来实现。3是阳极，和一般的电真空器件所不同是，在电子束曝光机中，阳极处于零电位。
图2-17
在电子束曝光机中，上述电极电位的安排，安全、方便，容易实现。结合图2-16中b的电位分布，不难理解图2-16中a阴极发射电子的运动轨迹。
在电子束曝光机中，人们已经非常注意了栅极电位对于束流和束斑的影响(图2-17是栅极电位对阴极透镜等位面影响的示意图)，但是，阴、栅两电极间的距离也同样对于束流和束斑有着很大影响。
