电子和离子光学的象差理论

电子和离子光学的研究范畴是带电粒子在电磁场中聚焦、成象、偏转等的规律。它的理论基础是经典力学、经典电动力学和光学.它依据带电粒子在电磁场中运动与光线在光学媒质中传播之间的相似性,运用类似于光学的方法和概念(例如费马原理、光程函数、折射率、射线、透镜和象差等)形成自己的理论体系.在二、三十年代,电子和离子光学开始发展.现在电子和离子光学已渗透到无线电电子学、电子和离子显微学、质谱学、固体物理和表面物理、材料科学、高能加速器物理和等离子体物理等许多学科领域中. 电子和离子光学包括如下几个主要方面:1.旋转对称成…     

扇形重叠场中三级离子轨迹理论(Ⅱ) 变换矩阵、刘维定理和转换矩阵

本文讨论了扇形重叠场的三级离子光学理论,给出了重叠场的三级变换矩阵,证明它们的行列式为1,从而刘维定理在三级近似计算中成立,引入了转换矩阵以实现变换矩阵在不同分散形式间的转化,对于径向三级离子轨迹及其斜率的展开式中的系数矩阵(S和H矩阵),推导了它们一些元素间的等式及对应关系,这些结果对于离子光学的理论研究和质谱仪器的实际设计有一定的意义。     

扇形重叠场中三级离子轨迹理论(Ⅱ)——变换矩阵、刘维定理和转换矩阵

本文讨论了扇形重叠场的三级离子光学理论,给出了重叠场的三级变换矩阵,证明它们的行列式为1,从而刘维定理在三级近似计算中成立,引入了转换矩阵以实现变换矩阵在不同分散形式间的转化,对于径向三级离子轨迹及其斜率的展开式中的系数矩阵(S和H矩阵),推导了它们一些元素间的等式及对应关系,这些结果对于离子光学的理论研究和质谱仪器的实际设计有一定的意义。 关键词：     

重叠的环形电场和非均匀磁场质谱分析器的离子光学性质及其二级象差

本文讨论了由环形电场和非均匀磁场形成的重叠场的离子光学问题。运用变分原理(费马原理)给出离子轨迹方程,分析了这种普遍的重叠场作为质谱分析器的离子光学性质及其二级象差。本文的结果和公式对于文献上关于二级象差的理论作了进一步的概括与推广,因而具有普遍性。这对于设计与研究重叠场质谱分析器具有一定的意义。 关键词：     

磁透镜与偏转器的复合系统的电子光学性质和象差理论

本文研究了旋转对称磁透镜和磁偏转器的复合系统,给出了场和轨迹的普遍表达式。利用向量形式来描写电子轨迹,讨论了高斯光学性质。运用变分原理(费马原理)计算了三级象差,得出了复合系统普遍的象差公式。它们以矩阵的形式表出,形式简洁,便于进行数值计算。本文的结果具有较大的普遍性,概括了文献上关于偏转象差的已有结果,并对复合系统作了较完整的论述和严格的计算,因而可以广泛地研究各种电子束管和电子光学仪器的偏转象差。     

宽束和细束电磁复合聚焦球面阴极透镜的象差理论

本文研究了对宽束和细束阴极透镜普遍适用的电磁复合聚焦球面阴极透镜的象差理论。在考虑物场和象场弯曲以及阴极面上磁场和横向电场不为零的情况下,导出了任意理想象面上的一级近轴横向象差和包括色象差在内的全部三级横向象差矩阵公式。所得的结果较为完整、普遍。本文详细讨论了宽束和细束阴极透镜的关系,并用轨迹法和变分法严格证明了:当考虑阴极面逸出电子具有一定的初能量和初角度分布,并采用准规范化电位表示的近轴轨迹方程来讨论系统的理想成象时,宽束和细束两类阴极透镜从象差理论以至导出的三级横向象差、象差系数表示式都可以统一起来。本文采用矢量描写轨迹,运用矩阵表示象差,形式简洁,象差系数积分收敛,适合于计算机计算。 关键词：     

电磁复合聚焦—偏转球面阴极透镜的相对论象差理论

本文应用变分原理研究了电磁复合聚焦-偏转球面阴极透镜的相对论象差理论。在考虑阴极面逸出电子具有一定的初能量和初角度分布,物场和象场弯曲以及阴极面上磁场和横向电场不为零的情况下,导出了任意理想象面上的一级近轴横向象差和包括色球差在内的全部三级几何横向象差,以及各种特殊类型象差系数的明显表达式。本文导出的象差公式不仅普遍适用于宽束和细束阴极透镜,而且普遍适用于相对论或非相对论,阴极和屏为球面或平面时的各种情况。本文以复数描写轨迹,用矩阵表示象差,形式简洁,适合于计算机计算。 关键词：     

阴极透镜象差的变分理论

本文运用变分原理研究了电磁复合聚焦阴极透镜的象差理论,导出了在任意象平面中象差系数的普遍公式。它们可以用Glaser导出的象差系数的线性组合来表示。这就表明了宽束与细束电子光学系统的象差都可以用统一的变分方法处理,并建立了两者之间的联系,本文采用矢量形式描写阴极透镜的近轴轨迹,并采用矩阵形式描写象差。本文所得的象差系数较之文献上已有结果形式更为简洁且适用于计算机计算。本文考虑了阴极面上磁场和横向电场不为零的情况,因而所得结果较为普遍。 关键词：     

应用激光二极管和全息元件的光学图象识别系统(英文)

在光学信息处理中,用匹配空间滤波器可以进行图象识别和定位的运算。全息光学元件(HOE)以及激光二极管的出现,使得研制结构紧凑而稳定的光学图象识别系统有了可能。这样的识别系统对航天和机载的应用有重要的意义。本文首次和比较全面地从理论和实验的角度论述了整个应用激光二极管和全息元件的图象识别系统。 该系统采用了无透镜匹配空间滤波器。这就是用全息透镜代替一般相关器中的第二傅里叶变换透镜,并且把它与匹配空间滤波器综合在一张全息干板上。结果,简化了系统的结构,提高了稳定性,避免了滤波器与第二傅里叶变换透镜相对位置的调整问题。 本文首先从理论的角度分析了这一系统的可行性,指出在输出平面可以获得相关结果,相关峰值位置对应于输入图象的相对位置(位移不变性),并且用实验证实了这一结果。由于参考光束有一定的倾斜角,综合在匹配滤波器上的实际是一个离轴全息透镜,轴外象差(特别是象散)应加以限制。本文列出了该系统三级象散的计算公式,用实例估算了象散的大小,说明只要合理选择系统参数,象差可控制在允许的范围内,保证输出相关亮点不致扩散。 目前的激光二极管发射的激光相干长度短,波长较长,功率不够大,所以只能用于相关识别,同时制作匹配滤波器还必须用常用的气体激光器。因而记录     

GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

GeFe2O4是一种单晶化合物,考虑到由3个〈111〉方向之一的一个轴,从一个中心位置到另一个中心位置之间,以Fe2+离子为中心离子和O2-为配体构成了三角(C3v)对称体系.利用不可约张量理论,建立了3d4/3d6离子三角(C3v)对称的晶体场和自旋相互作用哈密顿矩阵,因此,由完全对角化的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵和电子顺磁共振理论公式求出单晶GeFe2O4中Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F-a.并研究了自旋三重态对电子顺磁共振(EPR)零场分裂的贡献.结果显示自旋三重态对基态零场分裂的贡献是较强的,理论计算结果与实验值相符.     

Small-size systems for separation of primary ion beams in microprobe equipment

The ion-optical properties and other characteristics of various versions of a double-focusing mass separator are studied. In these designs, the ion transit path is shortened by appropriately selecting the geometry of the ion-optical system. The resolving power of the separating systems is determined with allowance for second-order aberrations.     

Application of the Donkin Formula in the Theory of Reflecting and Turning Devices

Technical Physics - Electrostatic turning devices are electron- and ion-optical elements changing the direction of movement of a parallel monochromatic beam of charged particles by a given angle...     

Ion-optical characteristics of a laser mass spectrometer with a coordinate-sensitive microelectronic detector

The ion-optical systems of a mass spectrometer with a laser ion source and coordinate-sensitive microelectronic detector are analyzed using the matrizant method. The dispersion properties of the mass spectrometer, as well as ion beam radial and axial focusings in its optimized ion-optical system, are determined, and first-and second-order angular and velocity aberrations of the image are corrected. The basic parameters and characteristics of a refined (according to calculation results) version of the laser mass spectrometer with a coordinate-sensitive microelectronic detector are presented.     

A qualitative approach to aberrations of optical elements

A qualitative method to analyze wavefront aberrations is presented.Aberrations of the primary type,expressed in their matrix forms,are used to write the generalized ray transfer matrix of an optical component.The aberrations were treated collectively by examining the pseudospectra of an augmented matrix constructed from the aberration matrices.Results show that aberrations can be distinguished and relative strengths pronounced using this qualitative method.     

Optical transfer function of an optical system with a vortex phase mask in the presence of primary aberrations

The impact of primary aberrations on the optical transfer function of an optical system with a vortex phase mask has been investigated in detail. The optical transfer function of such a system becomes negative in a certain frequency range even in the absence of aberrations, a feature different from the case of an optical system in which center of the point spread function is bright.     

左手性介质平板透镜系统的赛德尔像差特性

根据初级像差理论广泛研究了由左手性介质构造的平板透镜系统的赛德尔像差特性.由初级像差加和定理推导了适合于这种系统的赛德尔和数公式,并指出了寻找消赛德尔像差的平板透镜系统的方法.作为两个特例,分别讨论了消赛德尔像差的左手性介质单透镜和双胶合透镜系统.