膜孔透鏡結構非常簡單，在一個具有小孔的薄片(一般稱之為膜孔電極)的兩側設置不同的電位(或不同的電場強度，如圖2-11中的E1和E2)，這就是膜孔透鏡，如圖2-11中a~e所示。當然，要得到圖2-11中的電場和電場分布，膜孔電極的兩側還應有輔助電極，顯然光有膜孔電極是不能形成透鏡的。
圖2-11 幾種膜孔透鏡電場和電子運動軌跡
圖2-11中給出了膜孔透鏡的五種情況。E1和E2分別為膜孔兩側的電場強度(箭頭表示其方向)，垂直虛線表示等位面；E1=0和E2=0表示該區域和膜孔電極間無電位差(即等電位，或是“0”電位)。穿過膜孔的曲線(帶箭頭)表示電子(帶電粒子)的運動軌跡。從圖2-11中可看出，它們對電子都具有會聚或發散的透鏡功能。
單透鏡，一般它由三個電極組成，如圖2-12中a~d所示。這種透鏡具有和常規光學中的凸透鏡那種能把入射光會聚的功能。所以可以說單透鏡就是凸透鏡，它也是一個會聚透鏡，其結構比膜孔透鏡稍復雜。其特點為：
圖2-12
表2-1
①電極可以是圓筒式也可以是膜片式的，但呈對稱結構；
②最簡單的單透鏡只需要一個電位。圖2-12中各個電極的電位可以如表2-1所示變化。圖2-13是由直徑相同三圓筒電極組成的單透鏡的電子運動軌跡示意圖。顯然，V1和V2的電位關系無論怎樣變化，電子束總是會聚的。
圖2-13
為了提高光學顯微鏡的分辨率常常使用油浸透鏡，浸沒透鏡或浸沒電子透鏡和這種油浸透鏡十分相似。它由兩個電極組成(可以是圓筒、膜片，也可以是圓筒、膜片的組合)，如圖2-14所示。透鏡兩側的電位為常數，但電位不相等。圖2-14給出了浸沒透鏡的幾種電極結構形式。
圖2-15是三種結構形式浸沒透鏡的電子運動軌跡示意圖。圖2-15中的a，b，e三種情形的電位均為V12。
圖2-14
圖2-15
圖2-16
在電真空器件中幾乎都離不開陰極透鏡，同樣，電子束曝光機的電子槍也是一個陰極透鏡。圖2-16是陰極透鏡的示意圖。圖2-16中a表示電極和電子運動的軌跡，圖2-16中b表示陰極透鏡軸上的電位分布。
在圖2-16中a，1是陰極，和一般的電真空器件所不同是，在電子束曝光機中，陰極常處于負幾十千伏甚至幾百千伏的高壓狀態下；陰極加熱電壓為幾伏或十幾伏，該陰極加熱電源疊加在負高壓電源上(必須注意陰極加熱電源的供電系統與高壓電源的隔離)。2是柵極(也叫調制極)，其電位一般比陰極還負，柵極電位的變化可通過絕緣調節機構來實現。3是陽極，和一般的電真空器件所不同是，在電子束曝光機中，陽極處于零電位。
圖2-17
在電子束曝光機中，上述電極電位的安排，安全、方便，容易實現。結合圖2-16中b的電位分布，不難理解圖2-16中a陰極發射電子的運動軌跡。
在電子束曝光機中，人們已經非常注意了柵極電位對于束流和束斑的影響(圖2-17是柵極電位對陰極透鏡等位面影響的示意圖)，但是，陰、柵兩電極間的距離也同樣對于束流和束斑有著很大影響。