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相似文献
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1.
周立伟  公慧  张智诠  张轶飞 《物理学报》2010,59(8):5459-5466
将从近轴解出发研究两电极静电同心球系统的空-时轨迹及其像差.由近轴轨迹方程和近轴运动方程出发,先求解两电极静电同心球系统中自光阴极逸出的运动电子的近轴空间-时间轨迹,然后讨论此系统的静动态电子光学及其空间-时间像差,揭示近轴光学系统成像的一般规律.文中定义和推导了各级近轴空间像差和近轴时间像差,得到了与关于近轴空间-时间像差同样的结论,表明完全可以直接由近轴轨迹方程和近轴运动方程出发来研究理想成像及其空间-时间像差.  相似文献   

2.
关于动态电子光学成像系统的时间像差理论,计算时间像差系数有两种方法——τ变分法和直接积分法.它们的差别在于:τ变分法计算二级几何时间像差系数必须求解微分方程,而直接积分法仅需进行积分运算.采用静电同心球系统的理想模型对这两种方法的正确 性进行了检验.结果表明:这两种方法求解电子光学成像系统的时间像差系数的结果完全一致,所求得的时间色差系数与理想模型的解析解完全相同,从而证明两种方法是等价并且正确的.通过验证表明,直接积分法的计算更为简便,适于实际系统的计算与设计.关键词:阴极透镜电子光学成像系统动态电子光学时间像差理论  相似文献   

3.
鉴于两电极静电聚焦同心球系统成像的定焦性质,当该系统的几何尺寸相对关系给定后,像面位置与放大率也就随之确定,改变系统的电参量引起的像面位置和放大率的变动是极其微小的。研究在由光阴极与栅状阳极组成的两电极同心球系统中插入任意多个栅极后,该系统的电子光学成像特性及其横向像差的变化规律。再次证实了在多电极静电聚焦同心球系统中,成像电子光学系统的二级近轴横向色差即Recknagel-Apцимович公式依然成立。着重讨论了三电极静电聚焦同心球系统的电子光学成像特性。  相似文献   

4.
在成像电子光学中,静电聚焦同心球系统具有一系列宝贵的性质,其电位分布与电子轨迹能以解析形式表示,可以定量地研究系统的电子光学成像特性与横向像差。尽管前人已有不少研究,但都限于零级近似成像的认识,且其中存在着不少谬误。本系列文章将全面研究静电聚焦两电极与多电极同心球系统中电子的运动轨迹、电子光学成像特性与横向像差,探讨电子束在成像段形成的图像弥散,得出一些新的结论和认识,纠正文献中存在的一些谬误,建立自己的理论体系。本系列文章的第一篇主要探讨电子在两电极同心球系统中在静电场作用下的运动轨迹,导出了两电极静电聚焦同心球系统中自阴极面逸出的电子轨迹在极坐标系下的表示式ρ=f(φ)与圆柱坐标系下新的轨迹方程的表示式r=r(z),给出了自光阴极逸出的电子在成像段的行进轨迹的交轴位置及其斜率的近似和精确表示式。本文为全面研究静电聚焦同心球系统的电子光学性质及其像差奠定基础。  相似文献   

5.
周立伟 《光学学报》2019,39(4):11-19
由复合电磁同心球系统的近轴方程两个特解出发,通过展开理想成像位置处图像转角表达式的途径,探讨了复合电磁同心球系统的近轴纵向像差和近轴横向像差。主要贡献是求得了近轴方程的两个特解在理想像面位置处的解析表达式,由此证明决定极限空间分辨率的二级近轴色球差能以Recknagel-Artimovich公式描述。导出了近轴横向像差的表达式,该像差由近轴色球差、近轴放大率色差和近轴各向异性色差等组成。  相似文献   

6.
直接积分法研究电子光学成像系统的时间像差理论   总被引:3,自引:0,他引:3  
提出了计算动态电子光学成像系统时间像差系数的新方法——直接积分法.以阴极面逸出的轴向电子初能为εz1(0≤εz1≤ε0max)的近轴电子 轨迹为比较 基准,给出了时间像差的定义,详细叙述了直接积分法并给出求解动态电子光学成像系统时 间像差系数的积分表达式.τ变分法求得的二级几何时间像差系数必须求解微分方程, 而直接积分法求得的二级几何时间像差系数全部以积分形式表示,仅需进行积分运算,更适 用于成像系统的实际计算与设计.关键词:电子光学成像系统阴极透镜动态电子光学时间像差理论  相似文献   

7.
在成像电子光学系统中,均方根半径不仅可以表示系统的时间和空间分辨率特性,而且可以作为计算调制传递函数的一个辅助评价指标,具有计算量小,直观方便等优点.研究和推导了成像电子光学系统中逸出光电子的初角度为朗伯分布,初能量分别为余弦分布、贝塔分布和麦克斯韦分布下的系统时间和横向像差的均方根半径表达式,求解了不同初能分布下的时...  相似文献   

8.
9.
周立伟 《光学学报》2019,39(4):1-10
通过复合电磁同心球系统的理想模型,对成像电子光学近轴方程的轨迹求解进行探讨。首次推导了该系统的近轴电子轨迹的转角及近轴方程的两个特解的解析表达式,探讨了近轴成像性质,并将结果推广到两电极静电同心球系统、均匀平行复合电磁系统和静电近贴系统中。  相似文献   

10.
在A章基础上,进一步研究两电极静电聚焦同心球系统的轴上点电子光学横向像差。研究表明,对于成像电子光学系统,由光阴极发射的电子所形成的图像弥散,其轴上点的图像弥散由近轴横向色差与几何横向球差两部分组成,这证明了在静电聚焦同心球系统中,阴极透镜的二级近轴横向色差即Recknagel-Apцимович公式普遍成立。研究了宽电子束与细电子束之间轴上点横向像差之差异,最后讨论了两电极同心球系统向近贴聚焦系统过渡的特例。  相似文献   

11.
Li-wei Zhou  Hui Gong  Yi-fei Zhang 《Optik》2011,122(4):287-294
In imaging electron optics, for a concentric spherical system composed of two spherical electrodes with electrostatic focusing, the electrostatic potential distribution and the spatial-temporal trajectory of electron motion can be expressed by analytical forms. It is naturally to take such system as an ideal model to investigate the imaging properties, as well as the spatial-temporal aberrations, to analyze its particularity and to find the clue of universalities and regularities. Research on this problem has important significance, which can afford theoretical foundation not only in studying static electron optics for the night vision devices, but also in studying dynamic electron optics for high-speed image converter tubes.In the present paper, based on the practical electron ray equation and electron motion equation for a bi-electrode concentric spherical system with electrostatic focusing, the spatial-temporal trajectories of moving electrons emitted from the photocathode have been solved, the exact and approximate formulae for image position and flight time of electrons, have been deduced. Start from solutions of spatial-temporal trajectories, the electron optical spatial-temporal properties of this system are then discussed. According to the definitions of spatial-temporal aberrations, the paraxial and geometrical lateral aberrations, as well as the paraxial and geometrical temporal aberrations, have been deduced, that are classified by the order of and .  相似文献   

12.
Li-Wei Zhou  Hui Gong  Yi-Fei Zhang 《Optik》2011,122(4):295-299
The paraxial solutions play an important role in studying electron optical imaging system and its spatial-temporal aberrations, as was discussed in previous paper [1], but investigation of a bi-electrode concentric spherical system with electrostatic focusing directly from paraxial electron ray equation and paraxial electron motion equation has not been done before. In this paper, we shall use the paraxial equations to study the spatial-temporal trajectories and their aberrations for a bi-electrode concentric spherical system with electrostatic focusing.In the present paper, start from the paraxial ray equation and paraxial motion equation, the paraxial spatial-temporal trajectory of moving electron emitted from the photocathode has been solved for a bi-electrode concentric spherical system with electrostatic focusing. The paraxial static and dynamic electron optics, as well as the paraxial spatial-temporal aberrations in this system are then discussed, the general regularity of imaging in paraxial optical system has been explored. The paraxial spatial aberrations, as well as the paraxial temporal aberrations with different orders, have been defined and deduced, that are classified by the order of (?z/?ac)1/2 and (?T/?ac)1/2. Thus we get same conclusions about paraxial spatial and temporal aberrations as we have given in the previous paper and it completely shows that the paraxial spatial-temporal aberrations can be investigated directly from the paraxial ray equation and paraxial motion equation.  相似文献   

13.
A new approach to the theory of temporal aberration for cathode lenses is given in the present paper. A definition of temporal aberration is given in which a certain initial energy of electron emission along the axial direction εz1 (0εz1ε0max) is considered. A new method to calculate the temporal aberration coefficients of cathode lenses named “direct integral method” is also presented. The “direct integral method” gives new expressions of the temporal aberration coefficients which are expressed in integral forms. The difference between “direct integral method” and “τ-variation method” is that the “τ-variation method” needs to solve the differential equations for the three of temporal geometrical aberration coefficients of second order, while the “direct integral method” only needs to carry out the integral calculation for all of these temporal aberration coefficients of second order.All of the formulae of the temporal aberration coefficients deduced from “direct integral method” and “τ-variation method” have been verified by an electrostatic concentric spherical system model, and contrasted with the analytical solutions. Results show that these two methods have got identical solutions and the solutions of temporal aberration coefficients of the first and second order are the same as with the analytical solutions. Although some forms of the results seem different, but they can be transformed into the same form. Thus, it can be concluded these two methods given by us are equivalent and correct, but the “direct integral method” is related to solve integral equations, which is more convenient for computation and could be suggested for use in practical design.  相似文献   

14.
冯海平  韦莹  孙福江  杨继涛 《强激光与粒子束》2020,32(10):103013-1-103013-5
电子光学系统是毫米波速调管长寿命和整管性能实现的关键,毫米波速调管零件尺寸较小,为了在Ka波段和W波段实现千瓦量级的输出功率,要求具有高的电子注通过率及低的阴极负荷。对Ka波段和W波段电子光学系统特性进行了分析,确定了Ka波段10 kW分布作用速调管和W波段1 kW分布作用速调管电子光学系统的设计方案,利用软件对电子枪和聚焦系统的结构进行计算,并采用CST仿真软件对设计的电子枪发射的电子注在聚焦磁场中的状态进行优化。设计出的Ka波段速调管电子光学系统,电子枪工作电压26 kV,发射电流2 A,互作用区长度30 mm,磁场强度大于0.6 T,流通达到100%。设计的W波段速调管电子光学系统,电子枪工作电压17 kV,电流0.65 A,互作用区长度20 mm,磁场大于0.9 T,流通达到100%。已制成Ka波段速调管和W波段速调管,设计的电子光学系统能够满足速调管工程化需求。  相似文献   

15.
孙富宇  吴振华  张开春 《物理学报》2010,59(3):1721-1725
设计了高电流密度圆柱状电子枪,并分析了枪体参数对电子注品质的影响;运用径向力平衡理论计算了聚焦磁场.三维模拟软件CSTPARTICLESTUDIO模拟显示,在枪体电极和空间电荷形成的静电场,以及聚焦磁场作用下,电子呈角向先变速后匀速螺旋状运动,其旋转半径始终与出射阴极面时的半径相同,从而在枪区和互作用通道内维持了注包络水平.模拟结果与设计理论相符.注平均电流密度达到24·4A/cm2,层流性良好,填充因子76·7%,流通率100%.  相似文献   

16.
人眼高阶像差校正和视觉分析系统   总被引:10,自引:0,他引:10  
人眼除具有可用眼镜或接触镜校正的低阶像差(离焦、像散)之外,还普遍存在高阶像差。高阶像差的存在影响着屈光系统的成像质量。为研究高阶像差对视觉功能的影响,利用自适应光学技术,建立了具有校正高阶像差和产生高阶像差双重功能的人眼高阶像差校正和视觉分析系统。介绍了系统实现高阶像差校正和视觉分析的工作原理;阐述了波前校正器、哈特曼波前探测系统、控制系统等关键单元技术;列出了系统对泽尼克模式像差的校正效果,绝大多数像差从0.5λ降低到0.2λ以下;阐明系统功能的实现过程,并给出仿真实验的结果。该系统为进一步研究高阶像差对视功能的影响提供了有效的手段。  相似文献   

17.
介绍了静电聚焦方式在毫米波行波管中的独特优势,分析了周期静电聚焦场的建立方法。基于某Ka波段行波管,首先根据指标要求设计了强流电子枪并选择类梳齿状结构作为其慢波电路,然后对电子枪和类梳齿状慢波电路组成的电子光学系统进行了模拟计算,最后对慢波电路的关键尺寸进行了容差分析。结果显示,在周期静电场的作用下,电子注全部平稳地通过了慢波系统。良好的静态通过率为后续高效率的注-波互作用奠定了基础,证明了利用静电场聚焦毫米波行波管中大电流密度电子注的可行性。  相似文献   

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