論文の概要: Experimental Realisation of a \pi/2 Vortex Mode Converter for Electrons
Using a Spherical Aberration Corrector
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.10899v2
- Date: Wed, 2 Mar 2022 12:53:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 10:54:53.451434
- Title: Experimental Realisation of a \pi/2 Vortex Mode Converter for Electrons
Using a Spherical Aberration Corrector
- Title（参考訳）: 球面収差補正器を用いた電子用π/2渦モード変換器の試作
- Authors: T. Schachinger, P. Hartel, P.-H. Lu, S. L\"offler, M. Obermair, M.
Dries, D. Gerthsen, R. E. Dunin-Borkowski, P. Schattschneider
- Abstract要約: 光光学では、軌道角運動量(OAM)を持つビームは、適切に調整された2気筒レンズ配置を用いることで製造することができる。
市販透過電子顕微鏡(TEM)におけるシリンダーレンズの非存在のため、この概念を電子顕微鏡のビームに直接伝達することは不可能である。
ワークアラウンドは四重極レンズの形で容易に利用可能な電子光学素子である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: In light optics, beams with orbital angular momentum (OAM) can be produced by
employing a properly-tuned two-cylinder-lens arrangement, also called $\pi$/2
mode converter. It is not possible to convey this concept directly to the beam
in an electron microscope due to the non-existence of cylinder lenses in
commercial transmission electron microscope (TEM). A viable work-around are
readily-available electron optical elements in the form of quadrupole lenses.
In a proof-of-principle experiment in 2012, it has been shown that a single
quadrupole in combination with a Hilbert phase plate produces a
spatially-confined, transient vortex mode.
Here, an analogue to an optical $\pi$/2 mode converter is realized by
repurposing a CEOS DCOR probe corrector in an aberration corrected TEM in a way
that it resembles a dual cylinder lens using two quadrupoles. In order to
verify the presence of OAM in the output beam, a fork dislocation grating is
used as an OAM analyser. The possibility to use magnetic quadrupole fields
instead of, e.g., prefabricated fork dislocation gratings to produce electron
beams carrying OAM enhances the beam brightness by almost an order of magnitude
and delivers switchable high-mode purity vortex beams without unwanted
side-bands.
- Abstract（参考訳）: 光光学では、軌道角運動量(OAM)を持つビームは、適切に調整された2気筒レンズ配置($\pi$/2モードコンバータ)を用いることで製造することができる。
この概念を電子顕微鏡のビームに直接伝達することは、商用透過電子顕微鏡(TEM)におけるシリンダーレンズの非存在のため不可能である。
実現可能な回避策は、四重極レンズの形で容易に利用可能な電子光学素子である。
2012年の原理実証実験では、ヒルベルト位相板と組み合わされた1つの四重極が空間的に圧密した過渡渦モードを生成することが示されている。
ここでは、2つの四重極を用いたデュアルシリンダーレンズに類似した収差補正TEMにおいて、CEOS DCORプローブ補正器を再利用することにより、光学式$\pi$/2モードコンバータのアナログを実現する。
出力ビーム中のOAMの存在を検証するために、OAM分析器としてフォーク転位格子を用いる。
OAMを担持する電子ビームを作製するために、例えば、プレハブされたフォーク転位格子の代わりに4重極磁場を使用することは、ビームの明るさをほぼ1桁向上させ、不要なサイドバンドのない交換可能な高モード純度渦ビームを提供する。
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