电子束聚焦偏转复合系统的象差系数公式及其应用

本文用与文献相同的方法推导了磁聚焦场同磁的和静电的偏转场相复合情况下轴上点状物的三级几何象差系数和一级色差系数公式,推导中考虑了偏转场的三次谐波分量,并把聚焦场函数的高阶导数化为一阶,以减小数值运算的误差。使用这些公式和改进的复形调优法编制了电子光学优化程序。计算中所用的场分布均用有限单元法数值地求得,其结果均能同模拟实验或实测结果吻合。着重分析了常用的复合双偏转结构,结果表明,复合状态良好的双偏转在相同物象距和束电流下同透镜后单偏转相比,轴上象差和偏转象差均小一个数量级。还表明,复合静电偏转即使在大扫描场中也能达到磁偏转的象差水平。     

电子束聚焦和偏转系统中动态修正的计算

在电子束聚焦和偏转系统中动态修正方法(即用场曲校正透镜和消象散器来消除偏转场曲和象散)可以相当显著地减小系统的总象差和提高系统的电子光学性能。本文讨论了动态修正的计算问题:包括场曲校正透镜和消象散器的工作原理;校正透镜和消象散器电磁场分布的计算;完全消除场曲和象散在校正透镜和消象散器上所加信号强度的计算;以及校正透镜和消象散器对畸变的影响。通过文章给出动态修正计算的实例可见动态修正对提高系统的电子光学性能起着很大的作用。     

电子束聚焦偏转系统中透镜和偏转器不对中装配误差效应的数值计算

本文讨论了透镜和偏转器在电子束系统中不对中装配造成的电子光学性质影响的数值计算问题,包括推导出不对中的透镜和偏转器在系统中的电磁场表示式,电子轨迹方程及象差积分式等。根据这些公式所编制的计算机程序已用来计算了若干个实例,从中可见不对中误差效应的数值计算对于设计和装配电子束聚焦偏转系统起到指导性的作用。     

曲面栅网后加速透镜的优化设计

普通示波管通常使用球面栅后加速透镜增加偏转灵敏度.但是不使用图象校正器就很难得到小的偏转非线性和光栅畸变.本文给出了设计曲面栅网后加速透镜的方法.只使用后加速透镜就能达到最小的偏转非线性与光栅畸变.其原理是将栅网曲率作的处处改变(变曲率栅网)致使偏转系统象差与后加速透镜象差相互抵削,以得到最小的偏转象差.因此,偏转象差与栅网电极的形状有密切关系.为此首先需采用一个非球面方程的幂级数展开式描写栅网形状,其次考虑到示波管中最重要的三个因数;后加速透镜偏转放大率、偏转非线性及光栅畸变;并选择六个后加速透镜的几何参数作为设计参数,它们之间彼此相关.采用最小二乘法,可以确定最佳结构的设计参数.     

一种极低场曲复合聚焦偏转系统的设计

本文提出了一种用系统本身预偏转和主偏转象差相抵消来消除电子光学场曲的方法。采用解析函数近似表示系统场分布和电子轨迹,对象差进行了理论分析和解析计算,表明在一定条件下,可以完全消除复合聚焦偏转系统的彗差和横向色差,并使场曲达到极小。由设计实例可见,该系统在10×10mm~2扫描范围内,场曲仅为0.013μm。     

平行板偏转系统的几何象差和优化设计

本文从理想均匀静电场偏转系统三级几何象差的公式出发,导出了由两对互相垂直的偏转板组成的平行平板偏转系统的三级几何象差公式。这些公式不但可用来快速估算偏转象差,还可用来作为校验数字计算程序的理论模型。从水平和垂直方向偏转象散和场曲的影响应相同这一要求出发,提出了一种优化设计方法。在给定偏转区总长度和两对偏转板之间的距离后,可以计算出每对偏转板的最佳长度。文中给出了设计数表,并比较了平行平板偏转系统和八极偏转系统的优缺点。     

对静电花偏转系统摄象管的分析

为了研究静电偏转摄象管的电子束系统的特性,提出用分离变量法来计算具有扭向的多折箭型花偏转系统的偏转场。该场尽管是三维场,只要用 HITAC-M2000H 型计算机,一分钟内就能算完2000个点的场值,准确度可达10~(-3),并能给出偏转场的分布。此外,可在磁聚焦静电偏转(MS)系统中分析电子束的偏转象差。我们发现,只需用非均匀磁场就可实现 MS 束系统的良好性能,从而可见偏转象差和着靶误差强烈地依从于花偏转系统的扭向。     

楔形偏转线圈和平板电极静电偏转器的偏转场的计算方法

本文介绍楔形截面的偏转线圈和平板电极的静电偏转器的偏转场的计算方法。楔形线圈可以组合成形状多样的组合磁偏转器,有利于通过适当改变场分布形状,进一步减小偏转象差。矩形平板电极静电偏转器的优点是结构简单,有希望用它组成多电子束系统的偏转器阵列。根据上述两种偏转器的计算方法,已建立起实用的计算机程序,计算了一些典型结构偏转器的场分布。     

束流电子光学理论的发展

传统的射线电子光学理论基于计算单电子在电子光学系统中的运动轨迹,而束流电子光学则是研究在位置—动量的相空间中电子束的传输性质。近年来束流电子光学在核物理和加速器物理、质谱学和能谱学等领域中有了广泛发展。但是目前国内外束流电子光学理论多数是发展了线性的一级理论。作者近年来发展了考虑三级、五级象差的束流电子光理论,研究的对象包括:旋转对称电子光学系统,直线轴和弯曲轴的电磁聚焦—偏转复合系统,磁圆形透镜和六极透镜的复合系统,圆形透镜与四极、八极透镜的复合系统,显然射线电子光学和束流电子光学两种理论在原则上是一致的,但是我们上述的束流电子光学理论较     

七级偏转象差中的Trilemma效应

Trilemma效应是偏转系统实现自会聚的一个重要判据,对高级偏转象差的校正,需要考虑高阶Trilemma效应的影响,本文从多极场偏转象差校正理论出发,应用区域分割的方法,对直至七阶的Trilemma效应进行了分析,给出了各阶Trilemma常数的表达式,其中七阶Trilemma常数可以作为大偏转角偏转象差校正的判据。     

多极场对Trilemma效应影响的研究

Ｔｒｉｌｅｍｍａ效应是偏转系统实现自会聚的一个重要判据，对高级偏转像差的校正，需要考虑高阶Ｔｒｉｌｅｍｍａ效应的影响，本文给出了对直至七阶的Ｔｒｉｌｅｍｍａ常数调整时，２ｎ多极场对ｎ阶Ｔｒｉｌｅｍｍａ常数影响的表达式，并对此影响进行了计算。     

Numerical computation of the deflection fields in magnetic yokes with wedged coil-sections and in electrostatic deflectors with planar electrodes

The computational methods of deflection fields in magnetic yokes with wedged coil-sections and electrostatic deflectors with planar electrodes are discussed. The magnetic yokes with wedged coil-sections can be combined into various shapes of magnetic deflectors, which may offer a variety of choices for adjusting the deflection field distributions to reduce the deflection aberrations more effectively. An advantage of the planar electrostatic deflectors is the simplicity in structure, which might allow the deflectors to be used in the deflection array of multi-electron beam lithography systems. Based on the methods described in this paper two computer programs have been developed. As examples, the deflection field distribution of some typical deflectors have been computed.     

Variational aberration theory for magnetic deflection systems with curved axes at extra-large angles

Variational deflection aberration theory has been further developed for deflection systems with curved axes at extra-large deflection angles (up to 120/spl deg/). The variational method allows us to calculate second- and third-order deflection aberrations with respect to a curved axis by means of gradient operations on eikonal (the function of optical length). All second- and third-order deflection aberrations have been explicitly expressed in compact and appropriate formulae suitable for computer computations. It is to be expected that the variational deflection aberration theory may be useful in designing high-quality magnetic deflection systems for high-deflection television color picture tubes.<>     

A unified aberration theory for magnetic deflection systems withrectilinear or curvilinear axes

A unified deflection aberration theory has been further developed for magnetic deflection systems with curvilinear or rectilinear axes. By using variational method, primary-order deflection aberrations with respect to curvilinear or rectilinear axis can be universally calculated by means of gradient operations on eikonal (the function of optical length). Conventional pure-order rectilinear-axis theory can be derived from a curvilinear axis eikonal of mixed-order in the rectilinear limit. By introducing general aberration integration functions in terms of mathematical operators, all primary-order deflection aberrations have been explicitly expressed in compact formulae suitable for computer computations. It is to be expected that the unified deflection aberration theory may be useful in designing high-quality magnetic deflection systems for high-definition television color picture tubes     

几种失调反射光学系统的波像差特性

为了描述失调状态下反射光学系统在整个像平面中的波像差分布特性,从而对反射光学系统进行有效的装调,对偏心和倾斜影响下的几种反射光学系统的三阶彗差和三阶像散进行了研究。首先,对失调光学系统三阶波像差的矢量形式进行了推导。然后,对失调状态下经典Cassegrain系统、Ritchey-Chrtien系统和三反射镜消像散系统三阶彗差和三阶像散的分布情况进行了分析,并且对两反射和三反射系统的装调进行了简要的讨论。使用Zernike多项式对视场中各个位置的波像差进行拟合,分离出三阶彗差和三阶像散并进行了全视场显示。理论分析与实际拟合结果一致,说明结论是正确的。     

基于渐近解的成像电子光学近轴横向像差理论及其验证

在成像电子光学系统的横向像差中,近轴像差是整个像面普遍存在、且影响图像中心像质的主要像差,并决定了系统的极限分辨率.本文由电子光学近轴方程的渐近解推导了近轴横向像差的普遍表示式,并通过一两电极静电同心球系统,推导了近轴轨迹特解的渐近解和精确解的解析表示,给出了二级和三级近轴色球差以及三级近轴放大率色差的表达式,证明了基...