基于渐近解的静电成像电子光学近轴横向像差理论

在迄今为止的成像电子光学研究中,备受关注的是二级近轴横向像差(即二级近轴色差)和三级几何横向像差,几乎忽略了三级近轴色差和三级近轴放大率色差的存在,理论上也没有给出近轴横向像差的一般形式. 作者基于近轴方程的渐近解研究近轴横向像差的一般理论,探讨了近轴方程渐近解系数之间的关系式,证明其间是相互关联的. 所得结果为研究简明形式的近轴横向像差提供理论基础.     

关于动态电子光学时间像差理论的研究

提出了直接积分法(DIM)研究动态电子光学成像系统时间像差的理论.以阴极面逸出的某一轴向电子初能为εz1(0≤εz1≤ε0max)的近轴电子轨迹为比较基准,给出时间像差的新定义,导出了动态电子光学成像系统时间像差系数的积分表达式.利用静电聚焦同心球系统理想模型的解析解检验了直接积分法(DIM)与τ变分法求解成像系统时间像差系数的表达式,并证明了两者的正确性与等价性.与τ变分法比较,直接积分法(DIM)给出的二级几何时间像差系数以积分形式表示,计算更简便,更适于成像系统的实际计算与设计.同时还从方法论的角度阐述了研究动态电子光学时间像差理论的体会.     

消像差光栅的波像差分析

波像差方法是M.Chrisp在研究超环面光栅的像差分析时提出的,采用像散面作为参考波阵面,发展了多元件系统波像差理论,是目前为止可以用来研究多元件系统像差分析的很好方法.在Chrisp波像差理论基础上,推导出二次曲面面型的变线距光栅的波像差表达式,讨论光栅面型和刻槽分布对成像特性的影响,最后介绍波像差方法在光学系统设计中的应用.     

近轴球面反射成像的二级近似与象差

本文给出了二级近似时近轴球面反射成像 的物象规律,进而讨论了横向放大率与像差。     

新型激光扩束系统的设计研究

本文根据三级像差理论,对新型激光扩束系统进行设计。为了更好的校正的像差,在扩束器的物镜中引用了高次非球面。系统像差便得到了很好的校正,成像质量较之球面有了明显的改善,克服了目前存在的当物镜相对孔径加大时,系统轴外成像质量难以保证的难点。     

波前像差引导的激光眼屈光手术中角膜切削模型

基于改变角膜厚度可以改变眼屈光系统波前像差的原理,提出了一种矫正眼波前像差的角膜切削模型．首先给出理想参考平面波前和实际波前之间的位置关系,用一个通用的数学模型表示了波前像差;其次用Zernike多项式系列来描述眼像差结构,将波前像差表示成带权重的Zernike多项式系列累加和的形式;最后将眼波前像差转换为光程差的形式,用光程差表示了角膜切削厚度。并进一步得出角膜切削厚度同波前像差之间转换的数学模型(像差矫正模型)．该像差矫正模型在理论上能矫正包括低阶像差(近视、远视、散光)和高阶像差在内的35项像差．     

光栅波像差理论的推广

克服M.Chrisp光栅波像差理论中存在的限制,使其适用范围得到推广.首先,用广义多项式表示光栅的面形方程,推导光栅的波像差系数,使该理论不仅适用于超环面,而且可适用于二次圆锥曲面等面形光栅的优化设计和成像分析;其次,以像散面作为参考波阵面,推导出光学系统出射波阵面为像散面,像面在非聚焦面处的几何像差计算公式;最后,应用Shadow光学追迹程序验证所得结论的正确性.     

静电像管均方根半径的计算及像质评价

探讨在电子光学成像系统中像评定的一种途径。方法,从静电这像差均方根理论出发,追迹计算大量空间轨迹的落点及系统均根半径,并由此衍算成弦财制传递函数。     

面电荷积分法在解析求解理想阴极透镜电位分布的应用

本文以理想阴极透镜——静电同心球系统为例,应用了通常作为数值方法的面电荷积分法,得出了理想系统电位分布的解析形式,与文献[6]比较,证明是正确的。用该法,在一定的假设条件下,还近似地给出了阳极带有膜孔的球形系统的轴上电位分布,并讨论了阴极面场强与各参量的关系,这对定性分析阴极透镜的近轴特性,有一定的参考价值。     

平面分层介质静电探测技术研究

把平面介质和点电荷目标作为一个整体系统,利用镜像法研究了平面分层介质对点电荷目标静电场的影响,推算出像电荷在系统中的位置表达式,并根据两种介质中像电荷的电量公式推算出三层介质中像电荷的电量计算表达式.建立了平面介质被动式静电探测系统的物理模型,给出探测电极所在空间电场强度的计算公式.采用"旋转电极"的方法和静电感应原理进行目标探测,确定被动式静电探测器的探测方程,并使用静电计和仿真模型进行了试验,证明了该静电探测技术的可行性.     

复合静电聚焦—偏转系统的渐近象差

本文提出并讨论了复合聚焦——偏转系统的渐进象差概念,并推导了复合静电聚焦——偏转系统的一级渐进色差和三级渐近几何象差的公式.这些渐进象差系数均可表为物距X_0或放大率的倒数m 的多项式的形式,便于研究计算任意物象位置时的象差和设计计算带有多个聚焦——偏转器的静电电子和离子束探针系统.     

静电六极球差矫正系统的理论计算

限制电子显微镜分辨本领的主要因素是电子透镜的球差，对一系列的六极系统进行了理论计算和分析，计算表明利用2个静电六极透镜和1个中间透镜的系统可以消除3级球差。     

电磁聚焦成象系统中曲轴宽电子束聚焦的象差理论

在宽电子束聚焦理论基础上，利用非正交旋转曲轴坐标，研究了电磁聚焦成象系统的曲轴象差理论。采用象差积分函数形式，导出了二级几何象差，主轨迹色球差和曲近轴色球差的象差系数，使结果适宜计算机处理，本结果已用于实际电磁聚焦成象系统的设计计算。     

聚焦偏转复合系统的相对论渐近斜率象差

本文导出了聚焦偏转复合系统的相对论渐近斜率象差，其中所有象差系数都不含发散项及高于二阶的导数．     

双曲正弦-高斯型超短脉冲光束及其传输特性

在傍轴近似条件下,给出了一组超短脉冲光束的解析解,称为双曲正弦-高斯型超短脉冲光束.对这种超短脉冲光束及其在自由空间中的传输过程进行了较为细致的研究.结果表明双曲正弦-高斯型超短脉冲光束光强的横向分布在脉冲中部为双曲正弦-高斯型,而在脉冲头部和尾部则为高斯型,该脉冲光束的脉冲波形在传输中始终为双曲正弦-高斯型.该脉冲在轴上传输时有脉冲极性反转现象,在轴外有脉冲延迟现象.     

二次非球面镜参数求解模型及求解算法研究

摘要：零位补偿检测的结果常作为非球面元件加工过程中的标准,当零位补偿器可能存在问题时能否保证非球面顶点曲率及二次曲面常数的精度是一个重要问题。本文基于二次曲面方程,建立了非球面顶点曲率半径R以及二次曲面常数k的求解模型并推导了基于奇异值分解SVD方法的求解算法。通过对一块孔径为1229mm的非球面反射镜进行模拟仿真计算,经过优化,该算法的求解精度可以达到△R＝0.1%,△k＝0.14%,从而实现对非球面镜零位补偿检测的有效补充。     

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。     

静电宽束曲轴二级近似轨迹的分析与计算

检验曲轴轨迹计算方法的合理性与可靠性。方法利用同心球系统,结果曲线坐标系下宽电子束曲轴的主轨迹方程以及考虑到二级近似下的曲轴轨迹方程进行具体的计算。结论由此验证曲轴轨迹计算方法是合理可靠的。     

静电偏转场边缘区均匀性改善措施

本文给出了不同情况下静电偏转系统中的等位面分布。讨论中提出了一些改善静电偏转场边缘区均匀性的建议。