浸没式静电透镜电场的数值计算——有限元素法

电子光学仪器和器件(例如电子显微镜、各种电子束管)大多是利用轴对称(旋转对称)的电场或磁场使电子会聚成束而进行工作的。这种电场或磁场称为电磁透镜,由轴对称静电场形成的是静电透镜。 电子光学中的基本问题之一是求解静电透镜的电场分布。 从麦克斯韦方程组出发,可以导出静电场满足     

等径双园筒静电透镜的焦距公式

引言等径双园筒静电透镜是电子光学中应用很广的一个部件。它由两个相隔一定间距的半无限长共轴等径金属园筒电极所构成。在电极上加以适当的电压,则在园筒内部电极间形成一个静电场。电子束沿轴线经过该电场时将被聚焦。因此这个电场被称为静电透镜。等径双园筒静电透镜的焦距和焦点的位置决定于园筒的半径、两园筒的间隔和加在它们上面的电压的比值。计算焦距和焦点的理论问题是早已解决了的。但是据我所知,到目前为止,还没有给出过一个在电压比较大的范围内都比较精确可用的近似公式。因而在电子光学设计工作中,人们仍采用数值积分方法,用电子计算机进行计算。但这种方法在电压比较低时容易发生较大的误差。因此我想如果能够导出一个精度较高的公式或许不是没有意义的。下面的推导给出了这样一组既精确而又简便的公式。为了下文的需要,在§1中扼要地叙述一下有关的一般理论是必要的。在§2和§3中分别导出园筒间距可以忽略和不可忽略时的焦距公式。     

示波器的电聚焦与聚焦调节原理理论分析

根据单光阑静电透镜的会聚原理,应用静电场的高斯定理,求解出在近轴条件下单光阑薄静电透镜的焦距表示式,对示波器的电聚焦和聚焦调节原理作出理论上的分析．     

AgI-Ag_2O-B_2O_3三元系非晶银快离子导体中的银沉积

运用电子探针显微分析(EPMA)技术,能有效地研究快离子导体中的金属沉积问题。电子探针是一束聚焦很细的电子束,用以轰击试样,由于探针的电子注入到试样表面,形成负电位,使得快离子试样中的阳离子在电场作用下向电子束注入轰击点迁移、集中,与电子中和后转变为金属原子。当这些析出的原子在传输过程中受到阻碍时,可能在材料表面积累或     

电子束磁聚焦法测量地磁场

在电子束磁聚焦现象的理论基础上分析了利用磁聚焦法测量地磁场的可行性,并在电子束实验仪上测量地磁场的主要参量,结果表明,利用磁聚焦法测量地磁场实用有效,测量结果精确度较好。     

宽电子束聚焦的变分理论

假定空间静电电位φ的磁感应强度矢量(?)在实验室坐标系中的分布是已知的,利用变分方法研究了正交和非正交两种曲线局部坐标基下宽电子束聚焦的普遍理论.将变分原理下的细电子束聚焦推广到宽电子束聚焦,证明了其结果与用电动力学方法研究宽电子束聚焦的一致性。     

周期场静电透镜系统的弱透镜近似

利用弱透镜近似,可以证明:由n 个透镜单元组成的周期场静电透镜系统的聚焦特性参量,等于第一个透镜单元的相应参量的n 分之一.这些关系,对于通用的“单透镜”系统和“强聚焦”系统都可以应用;和实验结果比较,也还相当符合.     

关于电子束聚焦系统模型的一些新结果

电子束聚焦理论应用广泛,为了控制电子束的运动轨迹,使其有效地聚焦目标,对电子束聚焦系统数学模型的正周期解的存在性进行研究。利用锥上的Krasnoselekii不动点定理得到了该模型至少存在一个周期解的充分条件和解的存在范围,并进行了实例验证。结果表明:对该模型的系数取值范围的界定是合理的,定理的证明方法是正确的。并且,推广和补充了已有的结果。     

2.5MeV质子静电加速器加速电子束的改制

描述了2.5MeV质子静电加速器改出电子束的一种改进方法.其聚焦系统由电子枪、浸没式短磁透镜和加速管组成;加速电子束用稳定加速器高压的装置被安装,高压稳定度为±1％;扫描窗宽度为400或600mm.电子束能量2.0—2.1MeV,电子束流强150μA.运行时间已超过3000小时.     

e型电子枪中非均匀磁场偏转系统的聚焦特性研究

利用永磁铁结构的偏转聚焦系统产生的非均匀磁场,改进了目前e型电子枪电子束偏转聚焦特性,同时缩小了枪体体积,减小了功耗.采用边界元法与等效磁荷法,模拟了偏转聚焦系统的非均匀磁场,再利用龙格一库塔法模拟出电子在该系统中的运动轨迹.为获得良好的聚焦特性,电子发射速度和发射位置应进行优化选择,同时电子束保持水平出射.研究结果表明:电子枪阳极板端点与阴极灯丝中心点保持水平可满足电子水平出射;非均匀分布的磁场对e型电子枪中电子束具有良好的聚焦作用;所设计的偏转聚焦系统在电子束流为50～100 mA时,束斑小于3 mm.     

面对称静电场中曲轴宽电子束聚焦的象差理论

在宽电子束聚焦普遍理论的基础上,研究了面对称静电场中曲轴宽电子束聚焦的象差理论,讨论了曲轴横向象差的定义,给出了象差方程和象差系数,并将曲轴宽电子束聚焦的象差理论应用于轴对称静电阴极透镜。所得结果适宜于计算机处理。     

150kv电子束聚焦电流和工作距离对应关系的研究

电子束焊接具有高能量、高功率密度（104～108W/cm2）等优良的性能,在越来越多的领域广泛应用。聚焦电流是电子束焊接过程中一个非常重要的参数,调节聚焦电流可以控制电子束的焦点相对于工件的位置。焊接时,调节工艺参数时首先要确定焦点位置,再来调节束流品质和其他焊接参数,可见焦点对电子束焊接工艺的影响。本文通过斜坡试验的方法,科学的得出公司ZD150-30C CV65M型电子束焊机的工作距离和聚焦电流的对应关系。     

SB-J型激光演示示渡器的研制

通常使用的电子示波器荧光屏尺寸较小,不适宜大面积显示,因而不便于在课堂上作一些简单的波形演示。本文所报导的 SB-J 型激光演示示波器利用激光束来代替通常示波器的电子束,用镜面的光学偏转代替通常示波器的静电偏转板的作用来实现光束扫描,显示波形,发挥了激光束亮度高、聚焦好的特性,可直接投射至屏幕或墙上,可视范围大,原理简单,演示效果明显.     

经颅磁声电刺激感应电场聚焦度评价方法

经颅磁声电刺激（transcranial magneto-acousto-electrical stimulation,TMAES）通过超声波和静磁场共同作用产生感应电场以调节相应脑区神经元的放电活动,感应电场的聚焦性能是决定调控精度的关键因素.探索了感应电场聚焦度评价方法,包括建立模型、仿真分析、评价指标的选取和电场聚焦度分析.确定了刺激深度、刺激强度、聚焦面积、焦域长度以及电场强度梯度系数作为感应电场的评价指标,用来衡量电场聚焦水平.结果表明TMAES具有良好的刺激深度以及较高的分辨率,通过以上指标可以准确描述感应电场的分布特征,建立的评价方法可以实现对TMAES感应电场聚焦性能的有效评价.     

空间电子束电聚焦系统的设计

根据国内外空间焊接技术的研究状况,提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法,利用计算机编程完成了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果.研究结果表明电子束电流散焦小,在偏转磁场中束截面较小,工件上的束斑半径最小可达0.656 15 mm,可满足空间焊接和切割的需要,并证实了空间电聚焦系统的计算和设计方法是正确的.     

近场聚焦平面阵列天线设计与测量

为了研制出可以应用在微波热疗领域的聚焦天线,基于电磁聚焦理论,设计制作了一个工作频率为2.45 GHz的4×4近场聚焦平面微带阵列天线。通过计算得出每个辐射单元需要的相位,再调整馈电点到每个辐射单元的距离,来控制每个辐射单元所得到的相位。辐射单元的电场在给定点处同相叠加,实现近场聚焦。仿真和测试结果表明:设计的聚焦天线在聚焦点处的电场能量最大,两边呈下降趋势,在聚焦点处是直径124 mm的圆形光斑,聚焦深度为62 cm。     

在考虑空间电荷和阳极透镜作用下磁聚焦带状电子束的波动性

一、引言 纵向磁场聚焦电子束的基本原理,是以磁场力抵消一切横向发散作用(空间电荷斥力、透镜偏转力等),使束在漫长的漂移空间中维持固定形状而不发散。和圆柱束比较,在同样的加速电压和聚焦磁场下,带状束可有更大的电流密度和功率,且便于调制。故均匀磁场聚焦的带状电子束在行波管和返波管中得到应用;它和交叉指形慢波结构配合相得益彰,成为近代超高频电真空器件中极具发展前途的器件。     

等径双圆筒静电聚焦系统问题研究

根据目前电子束焊接技术的研究状况,提出了电子束焊枪用等径双圆筒单透镜静电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法。利用passic语言计算机编程完成了聚焦系统的参数计算并取得了满意的结果。研究结果表明:电子束电流散焦小,束截面较小,在工件上的束斑半径最小可达0.58mm,可满足在空间焊接技术的需要。     

带转动的相对论电子束在非中性等离子体柱状波导中传输的稳定性分析

首先利用相对论电子束的自电场与自磁场所产生的径向力平衡方程,计算出相对论电子束在稳态非中性等离子体填充的柱状波导中传输的转动频率。然后运用 MHD 方程,求得电子束静电扰动的本征方程和色散关系。发现电子束与非中性等离子体相互作用的不稳定性增长特性及静电扰动在高频长波被显著放大。     

空间用电子束焊枪电聚焦系统的设计

介绍了国内外空间焊接技术的研究状况,提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法。利用C语言计算机编程完成了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果。研究结果表明,电子束电流散较小,束截面较小,在工件上的束斑半径最小可达0.63mm,可满足在空间焊接和切割的需要。