双静电四极透镜点聚焦特性分析与仿真

静电四级透镜具有优越的电子光学聚焦成像性能,单一静电四极透镜可实现电子束线聚焦,组合静电四极透镜系统拥有点聚焦的能力。文中对实现点聚焦的双静电四极透镜系统相关参数进行了计算,利用电子光学软件SIMION仿真发现,静电四极透镜之间的畸变场与两端的边缘场引起的像差会严重影响系统聚焦成像质量。仿真分析了系统像差与发射电子初动能的关系。结果表明:系统在保证点聚焦的情况下,增加电子发射初动能可以有效减小系统像差;当电子初动能增加至1105 eV时,最大发散角为2的电子束在聚焦平面上的弥散斑减小至3.2m28m。     

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     

1英寸SS型摄像管初探

采用计算机辅助设计,设计出1英寸全静电(ss 型)摄像管,并在现有的工艺条件下,制成了三只试验样管。经测试,400行时的中心调制度为40%,畸变小于1%,而且信号均匀,没有阴影。本文还讨论了电极结构参量和电参量对电子束的聚焦、偏转和垂直上靶等电子光学特性的影响。     

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     

圆锥浸没透镜电子光学系统的研究

本文研究利用边界元素法计算圆锥透镜场分布，用曲傍轴轨迹方程组、实际轨迹方程组追迹计算各种初条件的带电粒子轨迹，确定电子光学参量。其计算结果Ｓ．Ｙａ．Ｙａｖｏｒ等采用渐近解析方法的结果相符。     

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     

无磁不锈钢在电子束管中的应用

一、剩磁对电子束的影响电子束管的电子光学系统是由若干个金属电极组成的。管子工作时在这些电极上加以规定的电压,由此形成了特定的静电场,电场作用的结果使电子束按照既定的轨迹运动,从而在萤光屏上实现亮点的聚焦和偏转。传统的电子束管(示波管)的电子光学系统结构如图1所示。黑白及彩色显象管的聚焦透镜原则上与其相同。     

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。     

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。     

Azimuthally periodic electrostatically focused electron ribbon beams

Methods of enhancing transmission of ribbon-shaped electron beams undergoing circular motion in azimuthally periodic cylindrical electrostatic lenses are treated. Lens forces add to the naturally occurring curvature focusing to achieve this increase in beam transmission. Three basic configurations, differing only in the method of applying lens voltages, are treated: symmetrical focusing, deflection focusing, and asymmetric focusing (including inner and outer electrode segmentation). Expressions for beam perveance and rippling are derived from the paraxial-ray equation for thin electron ribbons advancing along a two-dimensional curved optical axis. The stiffness of azimuthally periodic electrostatically focused electron ribbons (i.e., the immunity of the beam to transverse disturbing forces) also receives attention. Mathematical extensions of the analysis to ribbon beams undergoing helical motion are discussed, and numerical results applicable to selected values of lens parameters are presented. Experimental results for an azimuthally periodic lens, constructed to test the analysis, are discussed in light of the theory developed.     

Focusing characteristics of curvilinear half-open Fresnel zone plate lenses: plane wave illumination

A diffraction field-focusing equation based on a specific conical-segment linearization procedure is derived for the Fresnel zone plate (FZP) lens of arbitrary curved profile and is applied for contrasting plane, spherical, parabolic and conical zone plate lenses, convex-side illuminated by a paraxial plane wave front. Two sets of 100-GHz curvilinear and plane FZP lenses are studied numerically with regards to their dimensions, axial focusing intensity and footprint, and frequency bandwidth. For the first set , where the curvilinear and plane lenses share a common lens base aperture and have equal focal lengths, the following new finding has resulted: regardless of their different in shape profiles the FZP lenses have equal zone numbers and produce similar axial focusing. The second set also consists of plane, spherical, parabolic and conical lenses. They share a common apex, and have equal in diameter base apertures and focal lengths but different thicknesses. For such disposition and proportions, the FZP lenses possess different zone numbers and focusing parameters (gain, efficiency, footprint and bandwidth). The belief that the curvilinear FZP have superior (or inferior) electromagnetic characteristics, compared to those of the plane FZP lens with equal number of zones is not in general true. Their relative focusing qualities can vary significantly depending on the lens positioning and dimensions.     

基于反射式平行光管法的紫外透镜焦距测试研究

光学透镜是光学仪器中最基本的器件,而焦距又是光学透镜最重要的特性参数,如何精确测量透镜的焦距一直以来都是研究重点,然而目前鲜有针对紫外透镜焦距测试的研究。本文结合紫外透镜的特点,对一种基于反射式平行光管的紫外透镜焦距测试方法进行了研究,并以此设计出了一套紫外镜头焦距测量系统,同时选用了不同焦距的紫外镜头进行了实验,最后对系统进行了误差分析。实验结果表明,该测量系统可以对紫外镜头焦距进行高精度测量,25 mm镜头的测量误差为2.041%,100 mm镜头的测量误差为0.934%,验证了测量系统的准确性。     

高斯光束通过两种球差透镜的聚焦特性比较

通过研究,比较了高斯光束通过两种不同球差透镜的聚焦特性。研究表明,高斯光束通过球差透镜的聚焦特性由球差透镜的类型、球差大小和光束的菲涅耳数共同决定。不同的球差透镜要实现无焦移聚焦和越过焦点的聚焦的条件是不同的。     

基于液晶透镜的电控式光学影像缩放系统

为了在便携式设备上实现光学影像缩放,不包含机械式移动的光学系统开发是必要的,因此,我们对可电控改变焦距的液晶透镜所组成的光学系统进行研究,研究内容包含液晶透镜焦距对于放大率、变焦比以及对焦范围的关系。由于单片液晶透镜仅能达到对焦功能,因此我们首先利用两片液晶透镜组成的系统来计算不同物体距离的影像缩放条件。接着,我们利用三片液晶透镜,做到与机械式系统相同,可单独控制清楚物体平面距离以及控制影像大小的系统。实验结果表明:利用三片透镜屈光率从-11.3m-1连续电控调整至24.9m-1的液晶透镜,可实现清楚物体平面距离由10cm连续调整至100cm且缩放比为6.5∶1的光学缩放系统。我们利用不同调焦范围的液晶透镜,根据设计原理,来达成不同对焦范围与不同缩放比的电控光学缩放系统。     

Investigation of field-emitted electron beam behaviors using a line collector in a triode electron gun system

The performance of a field-emission scanning electron microscope (SEM) is primarily dependent on the characteristics of the electron source. Field-emission electron sources provide a high current density, which can be used to produce a beam that can be focused through an electrostatic lens. Using a single 〈1 1 1〉 crystalline tungsten tip, we fabricated and tested a field emitter having a 91 nm radius and a stability under 14%. In this electron source, two electrostatic lenses consisting of 1st and 2nd anodes were designed and implemented and their performance dependence on variations in electrode shape, position, and applied voltage was investigated using a first-order finite-element method simulation. We also developed a line collector capable of measuring beam distribution and quantifying shifts in the electrical optical axis to characterize the behavior of a field-emitted electron beam as focused by an electrostatic optical system.     

一种应用于激光微烧蚀的光学聚焦系统简化设计方法

针对激光微推力器对光学聚焦系统结构紧凑、聚焦光斑尺寸小以及避免羽流污染的特殊要求,采用传统的光线追迹法研究单透镜直接聚焦、双透镜准直聚焦两种典型方案光学设计方法。针对低功耗半导体激光器光纤耦合输出的芯径和数值孔径条件,在50m级聚焦光斑约束下,研究单透镜聚焦系统设计方案,得到了透镜厚度、焦距、工作距等设计参数的关系;研究准直聚焦光学系统的双透镜系统设计方案,得到了透镜厚度、透镜中心距、工作距等设计参数特征关系。针对两种典型光学设计方案,给出了工程应用设计参数。文中提出的设计方法避免了复杂的光学设计过程,可为激光微推力器激光光束微尺度聚焦提供一种简单实效的方法。     

The oblique electron lens

An oblique electron lens is described that is especially applicable to image converters and camera tubes employing flat opaque photocathodes. The use of optical lenses, corrector plates, and/or mirrors (often employed in other electron lenses designed for use with opaque photocathodes) are eliminated. The oblique electron lens is well suited to ultraviolet and vacuum ultraviolet image converters, and to image converters employiug opaque negative electron affinity photocathodes. It is also possible to use this oblique electron lens for electronography. Measurements on an experimental tube show that a limiting resolution of 50 line pairs/mm is possible, but the intrinsic lens quality is believed to approach that of a conventional electromagnetic lens having uniform and colinear electric and magnetic fields.     

光热光束偏转方法测量激光束特征参数

本文叙述了光热光束偏转方法的基本原理,介绍了一种新的应用光热光束偏转方法测量聚焦激光束的特征参数及聚焦透镜焦距的方法。实验测量了经单一锗透镜聚焦后的CO_2激光束的腰斑半径和位置,同时确定了聚焦锗透镜的焦距,其结果与实际情况一致。