电子束焊接电子枪电子光学系统设计

电子光学系统的设计是电子柬焊接电子枪设计的核心技术．介绍了电子柬焊接电子枪电子光学系统的组成,分析了电子束束斑构成的4种主要物理因素．根据局部真空电子柬焊接技术的要求,依据已给定的参数,通过计算得到了电子束会聚半角、光路尺寸、磁透镜的参数和结构．在此基础上设计完成的电子枪,达到了1)加速电压60kV,电子束束流134mA,即电子枪功率为8kW;2)电子枪在工件上的束斑尺寸,理论上设计计算直径为1．3mm,用AB试验法实测束斑直径为1.6mm;3)设计完成的电子光学系统满足了局部真空电子束焊接技术应用电子枪的需求;4)设计完成的电子枪集成应用于局部真空电子束焊机．经试验验证,设计完成后的8kW电子枪满足局部真空电子束焊接的要求。     

YWD—1A扫描电镜物镜光学参量计算及设计

鉴别电子显微镜性能好坏的主要指标是它的分辨本领。扫描电镜要达到高分辨本领关键在于电子光学系统必须使入射到样品上的电子束束斑直径尽可能小,而束流尽可能大。为得到优于100(?)的分辨本领束斑直径只能有几十(?)。这样小的束斑一般是采用两极或三极磁透镜把电子枪的交叉斑缩小来得到。在这种多极磁透镜中,最重要的是最后一个透镜—物镜。     

对电子束聚焦中空间电荷效应的解析

介绍了空间焊接中空间电荷效应对空间电子束聚焦的影响,提出了计算电子枪主透镜区空间电荷密度的流管法和计算机辅助设计方法.通过编程计算表明这种计算方法是可行的,从而为设计空间电子束焊枪的电聚焦系统提供了理论依据.     

对电子束聚焦系统中空间电荷效应的数值解析

针对空间焊接中空间电荷效应对空间电子束聚焦系统的影响,提出了计算电子枪主透镜区空间电荷密度的电荷量分配法和计算机辅助设计方法.通过编程计算表明,这种方法是可行的,从而为设计空间电子束焊枪的电聚焦系统提供了理论根据。     

9MeV 行波电子直线加速器电子枪的模拟计算

介绍了海关集装箱检测系统用９ＭｅＶ行波电子直线加速器上电子枪的结构与特点。电子枪提供的初始电子束流性能直接影响到加速管上聚焦磁场的参数要求,为保证加速器出口处电子束打靶产生的ｘ射线剂量满足阵列探测器检测图象清晰度的要求,电子枪必须提供３００ｍＡ束流。为此,利用ＥＧＵＮ程序对电子枪的电子轨迹模拟计算,研究了聚焦极与阴极间相对尺寸与位置变化,以及阴极与阳极间距对束流与发射度的影响。提供了更换部件,缩小聚集极与阴极间隙及装配尺寸的参考尺寸与理论依据。     

彩色显象管中非轴对称场空间电荷数值计算

本文采用电子云模型确定电荷在空间的分布方法,简化了三维场下电子束空间电荷效应的计算,在彩色显象管漂移空间较长的情况下,计算精度仍可得到保证。本文对37cm彩管中BPF枪进行了计算,计算结果与实测数据吻合较好。通过数值计算发现,在主透镜及漂移区内由于空间电荷效应的影响,电子束增大20～25%,故在设计电子枪时空间电荷影响应予考虑     

球差对物距像距法测薄凸透镜焦距的影响

对轴上点球差给出了一种物理图像较为清楚的计算方法,得到了透镜的几何尺寸、位置及其介质与轴上点球差的关系式。在单色光、小物条件下,球差是引起薄凸透镜焦距的测量误差的主要因素。本文详尽地讨论了透镜的孔径、折射率、曲率半径对焦距的测量误差的影响,提出减小在物距像距法测薄凸透镜焦距时由球差引起的误差的方法。     

数字图像相关方法最优散斑尺寸

综合分析了图像灰度噪声和亚像素插值误差这两种最主要的误差源对数字图像相关方法位移测量精度的影响,并在此基础上建立了计算数字图像相关方法的总测量误差数学模型.在综合考虑这两种误差的基础上具体分析了散斑尺寸对数字图像相关方法的位移测量精度的影响,运用理论分析和数值模拟得到了不同参数下的最优散斑尺寸.研究结果表明,对于一定的测量参数而言,存在一个散斑尺寸的最优区间,在这个区间内的散斑越多,数字图像相关方法的位移测量精度越高.     

应用数字电子计算机分析强流电子枪的电子光学性能

本文讨论了描述电子枪内内发生的电磁过程的数学模型,并提出了解该数学模型的差分解法。利用所述方法对200千瓦电子轰击炉强流电子枪进行了分析、计算。计算结果与实体试验结果基本吻合,证实了这种分析方法的可行性受有效性。这种数字摸拟方法具有“准、快、省”的优点,精度远此电解槽模拟为高;又不需任何实体模型(试验用电子枪),它可以走在电子枪设计试制之前,能为电子枪的我设计节省大量时间和经费。     

微光点阴极射线管的研制

高分辨能力、高精度微光点阴极射线管的研制关键，在于高精度高分辨能力的电子枪的设计和研制。木文着重介绍了：１．利用玻壳内壁的导电涂层构成的大孔径、小球差的玻壳主聚焦透镜的设计原理；２．玻壳主透镜在工艺实现中的特殊困难——玻壳炸裂和轴上象散；３．玻壳真空精密成形工艺如何较好地实现了玻壳主透镜的高精度和高强度、最后给出了测试结果。     

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.     

一种高性能电子枪的设计

通过增大聚焦极口径以提高电子束的利用率,保证阴极发射的电子全部打到荧光屏上,以实现提高亮度的目的.同时在聚焦极与阳极之间增加一个自由电位电极,该电极电位受聚焦极与阳极静电电压感应,形成界于聚焦极与阳极间的电压,该电压在电子枪内形成了另一个聚焦极,从而使从阴极发射出的电子在经过聚焦极聚焦后又进行了一次会聚,因而进一步提高了电子枪的分辨率.     

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

介绍了北京大学重离子物理研究所2.45GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进,即在距该离子源永磁环9cm处加一个长为10cm的永磁透镜。通过计算机模拟和实际测量,对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化。模拟计算和实验结果表明,永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流,减小引出束流的束斑尺寸。与电磁螺线管透镜相比,该项改进简化了束流传输系统,节省了电功率,并有利于改善离子源区的真空。     

静态测量法在分析电镜高压系统故障中的应用

电子显微镜高压电子枪系统结构复杂，价格昂贵；故障分析判断难度大，维修风险高．高压电子枪系统高压电缆开路故障主要表现为束流表无指示，主机无法正常工作．通过对S—570扫描电子显微镜高压电子枪系统高压电缆开路故障的分析，介绍运用静态测量法分析电子显微镜高压系统故障的一般方法和步骤．     

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

介绍了北京大学重离子物理研究所2.45GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进,即在距该离子源永磁环9cm处加一个长为10cm的永磁透镜.通过计算机模拟和实际测量,对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化.模拟计算和实验结果表明,永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流,减小引出束流的束斑尺寸.与电磁螺线管透镜相比,该项改进简化了束流传输系统,节省了电功率,并有利于改善离子源区的真空.     

用反射投影法观察和测量透镜子午焦线和弧矢焦线以及像散差

介绍一种观察和测量透镜子午焦线和弧矢焦线以及像散差的新方法,这种方法可以将透镜的子午焦线和弧矢焦线放大并直接投射到几米到十几米外的演示屏幕上,而且可以准确测量出透镜的像散差,同时还可以演示像散光束的传播规律,生动直观,效果很好。     

凹透镜焦距测量自准直法的改进

对传统自准直法的凹透镜焦距测量方法进行了分析,提出改进的自准直测凹透镜焦距方法.将移像屏法改进为移凹透镜法,消除了焦深对实验测量结果的影响.实验结果表明,修正的自准直法测量凹透镜焦距的精确度得到较大提高,平均相对误差减少3.93%,方差减小20.39mm2.