电子三角学的应用——电子象的位置不变、放大倍数可变的设计

本文推导了复合静电子透镜中成象的三角关系,向国内电子光学设计人员介绍了Schle-singer的电子三角学。文中利用电子三角学,以17段场逼近Glaser的钟形磁场,计算了它的焦点,并以此说明在用电子三角学的近似计算中误差的来源。本文还利用抛物线形的轴上电位分布,提出了电子象的位置不变、放大倍数可连续调变的两种设计方案。     

电子束曝光机(二)

5.磁透镜特性 将电子束聚焦和缩小的透镜是电子光学镜筒中最关键的部件。透镜的性质在很大程度上决定了电子束的大小、形状和束流。电子束系统的用户必须了解这些特性以便更好地发挥机器的性能。 图7是磁透镜的最简单形式。匝数N,通电流I_c的线圈在间隙长度为Lg的轴上产生近乎均匀的磁通密度Bo,间隙周围是铁壳。速度与电位V_o相应的电子进入透镜后与磁场     

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     

用单枪三束三彩色显象管电子枪试制的磁透镜实验管及其csy—A型实验仪

一、磁透镜实验仪的用途及其基本技术特性: 磁透镜是电子透镜中的一种,它与静电透镜一样,对电子都具有聚焦成象的性质。用本实验仪既可验证理论,使同学获得感性知识,进而加强理论和实践的结合,加深对基本概念的了介,同时又可以训练学生的实际操作能力。本实验仪主要作为《电子光学》课磁透镜章节的教学实验设备,同时也可以作为研究电子在电磁场中运动的有关课程的教学演示设备。     

用束流传输理论分析电子光学系统

在电子光学系统中,利用来流传输理论来研究电子透镜.在已知透镜光学参量的基础上,用矩阵传输粒子的方法代替大量电子轨迹的计算,并依此绘制了相空间的发射图和接收图.从相图分析的角度来研究透镜质量.     

波动电子光学应用于宽电子束成象系统的研究

本文运用波动电子光学的理论,探讨了宽电子束成象系统中电子波的传播、成象、象差和电子光学传递函数(ETF)的问题。从光程函数出发,证明了一级色球差和三级几何象差可以用二级和四级光程函数来表达;论证了R—A公式只是普遍的一级色球差表示式用于系统轴上的结果;并基于变分原理导出了各种形式的电子轨迹方程。运用电子波函数,本文讨论了近轴区电子波传播的特性和理想成象性质;得到了“后焦面上的象乃是物面上的傅立叶变换”这一重要结论。进一步,还讨论了各种象差影响下的电子光学传递函数。     

DXS—3型扫描电镜的电子光学系统设计

一、概述扫描电子显微镜是一种大型精密电子光学仪器,具有分辨本领高,图像立体感强,能对各种信息进行综合分析等优点,在冶金、地质、矿物、半导体、医学、生物等领域得到了广泛的应用。 DXS-3型扫描电镜分辨本领为60A,需要有优良电子光学系统。我们考虑电子光学系统总缩小倍数为5000倍左右,并要求探针电流大于10~(-12)A。我们采用锥形栅极的常规钨阴极电子枪和四极透镜系统。聚光镜系统由一个双间隙、单线包聚光镜和一个单间隙、单线包聚光镜组成。物镜采用常规针孔物镜。二、磁透镜的设计磁透镜是电子光学系统的关键部件,它的设计特别是物镜的设计对分辨本领起着     

双曲透镜及其性能

本文提出一种新的静电电子透镜——双曲透镜。该透镜的特点是沿轴电位为抛物线,因而空间电位分布为旋转双曲面。其优点是可以构成纯发散透镜,且象差较现有各种类型的电子透镜小。     

磁聚焦变像管像场弯曲的改善研究

研制大面积阴极磁聚焦分幅变像管。在2:1电子光学倍率下,研究单磁透镜和双磁透镜成像的像场弯曲。基于光学透镜成像原理,假设成像面形状不随激励微调而改变,推导了离轴点最佳成像位置与激励变化的近似关系式,并由此提出一种测量并减小像管像场弯曲的方法;借助Matlab编程模拟了像管各离轴点的最佳成像位置,拟合得到成像曲面方程,并利用所提出的像场弯曲测量方法进行了测试验证。结果表明,在一定视场范围内,计算机模拟与实验测试结果比较接近。单、双磁透镜下的最佳成像面均为旋转抛物面,但双磁透镜成像像场弯曲比单磁透镜有明显的改善。     

SEM电子光学光路自动设计初探

SEM电子光学系统的自动设计需要在未知磁透镜系统中追踪实际电子轨迹,根据象评介方法进行平衡和修正,最终输出各个设计参量。由于计算量巨大,目前还无法实现。但它又是电镜设计者所迫切需要的,因为它能使系统设计达到最优状态,并可提高设计效率。为了调和矛盾,我们设想将自动设计分为磁透镜的CAD和电子光学光路的自动设计。在光路自动设计时不再对磁透镜进行优选。同时由于SEM实际电子轨迹能较好地满足傍轴要求,故可采用几何电子光学和三级象差理论计算,使问题大为简化。我们看到,光路自动设计一开始就陷入矛盾,因为象差系数和光路设置互为前提,而这一循环过程是否收敛直接关系到自动设计的成败。本文除了给出各子程序的计算方法外,还着重分析系统的误差状况。     

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。     

电子光学的发展动向

本文讨论了电子光学学科发展的一些值得注意的动向,即:旋转对称的弱流细束电子光学;电子光学的矩阵代数和优化设计;非旋转对称的多极系统;扫描束电子光学系统的新发展即聚焦-偏转复合系统;宽束电子光学系统;弯曲轴电子和离子光学系统以及波动电子光学。文中还展望了电子光学今后的发展和应用。     

用计算机设计电子光学系统的几个问题

引言静电聚焦象增强器中,光阴极和输出屏通常是决定静电场的电子光学系统部件。这些系统要利用电子束穿过透镜的边沿区域,因此计算不能完全依靠对于设计电子枪是适宜的傍轴成象条件。本文描述我们使用国立Elliott503型计算机和ALGOL程序设计语言,设计象增强器的电子光学系统之方法。     

GaAs自旋极化电子源球形偏转器电子光学设计

GaAs极化电子源对于极化低能电子衍射(PLEED)和反光发射谱仪有重要的意义[1][2]。整个电子源由90°球形偏转器、双圆筒透镜及单透镜组合而成的束流传输系统组成。在系统的电子光学设计中,我们最感兴趣的是90°球形偏转器,因为很少见到这方面的设计资料。这是一种非旋转对称系统,而比较成熟的计算机辅助设计软件大都是用于旋转对称系统的。为了设计90°球形偏转系统,我们把有限差分法旋转对称静电场程序加以改变,使之适合于二维不对称平面场的计算。在编制的软件[3]中,整个网格的划分可以随系统的横向和纵向的比例自由选择。可以选择50×3…     

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。     

均匀磁聚焦和周期磁聚焦部分屏蔽流过渡区的设计

本文叙述在均匀磁聚焦和周期磁聚焦部分屏蔽流过渡区设计的一种方法，指出于阳极电位与慢波线电位一同的电子光学系统，以及这两个电位虽然相同，但导流系数大，阳极孔效应严重的电子光学系统，它们的过渡区的设计，必须采用非等位空间中的傍轴电轨迹方程，并对用部分屏蔽流周期磁聚焦的电子光学系统，电子枪区中的电子轨迹与磁力线重合的问题提出了一些看法。     

改善热成象透镜的方法

本文讲述一种能够改善用于8到13μm波段成象系统中的全锗三镜组的场性能的方法。此方法也可用于改善消色差三镜组或非球面双镜组的性能。其原理是用一个平场透镜代替探测器的锗窗口,使透镜组的曲率最佳,以得到最小场曲;场曲和色差是相对孔径约f/0.7的热象系统中的一个最严重的剩余象差。本文还证明了,对于这样的相对孔径和小于15度的典型视场,当焦距为100mm时,孔径光(?)的位置不是一个重要设计参数。这是锗固有的光学性质决定的。     

束流传轨理论在电子束管中的应用(一)

电子光学已有五十多年的历史了,它主要是研究电子在电磁场作用下的聚焦成象性质。利用电子光学的原理,曾设计出了许多具有优良性能的电子束器件,例如电子显微镜示波管以及电视显像管等等。 随着近代物理对基本粒子的研究,电子光学又有了一新的领域,这就是粒子加速器。最初的粒子加速器,也是采用电子光学的方法设计的。即插叙电磁场对电子或其它荷电粒的作用采用几何光学的方法。把电场与磁场看成是一个透镜,把电子或其它荷电粒子的轨迹看作是光线。借助于几何光学的参量(如焦点,主点,节点等基点以及焦距,放大率等参量)来描述电磁场对电子或其它荷电粒子的作用。后来,随着加速器能量的不断提高,造价亦不断的提高,而且是惊人的提高。因     

电极零件的卷边与极间高压击穿

电子束管是电真空器件的一种,它通常由抽成真空的玻壳及封入其中的电子枪构成。作为管芯的电子枪是电子束管的心脏,无论是那种类型的电子束管都缺少不了电子枪。电子枪是由阴极发射透镜、预聚焦透镜、主聚焦透镜、偏转棱镜等一系列电子透镜依次组合装配而成的电子光学系统。轴对称静电式电子透镜,均是由馈以不同直流电压的圆筒型电极零件按不同间隙装架而成。除掉阴极、调制极外,各个     

红外系统中的光学设计

一、前言红外系统中的光学设计,在新的透红外光学材料逐渐增多的情况下,常采用透射代替反射。因此,如何在透镜数最少的情况下,提高光学系统的成象质量是一个重要问题。本文举例说明透镜系统中的球面透镜、非球面透镜和梯度折射率透镜的设计及成象质量等问题。