電子光學

     目 錄
   前言
   緒論
    上篇 電子光學原理和系統(tǒng)
   第一章 旋轉(zhuǎn)對稱靜電場和靜磁場
    1.1旋轉(zhuǎn)對稱靜電場
    一 旋轉(zhuǎn)對稱靜電場的級數(shù)表示法
    二 旋轉(zhuǎn)對稱電場的近軸性質(zhì)
    三 旋轉(zhuǎn)對稱靜電場的力函數(shù)流函數(shù)
    1.2旋轉(zhuǎn)對稱靜磁場
    一 旋轉(zhuǎn)對稱磁場的矢量磁位
    二 旋轉(zhuǎn)對稱磁場的級數(shù)表達式
    三 旋轉(zhuǎn)對稱磁場的近軸性質(zhì)
    四 旋轉(zhuǎn)對稱磁場的標量磁位
   第二章 靜電磁場中帶電粒子的運動
    2.1電子及其運動的基本概念
    一 電子的電荷和質(zhì)量
    二 羅侖茲力和電子運動方程式
    三 能量關系式
    2.2電子軌跡方程
    一 直角坐標系中的軌跡方程
    二 圓柱坐標系中的軌跡方程
    2.3旋轉(zhuǎn)對稱電磁場中電子近軸軌跡方程
    一 旋轉(zhuǎn)對稱電場中近軸軌跡方程
    二 復合場中近軸軌跡方程
    2.4旋轉(zhuǎn)對稱電磁場的聚焦成像性能
    一 旋轉(zhuǎn)對稱電場的理想成像
    二 復合場中的理想成像
    2.5電子光學系統(tǒng)尺寸變換時的軌跡相似性
    一 零初速、無磁場，九空間電荷
    二 零初速、有磁場、無空間電荷
    三 零初速、無磁場、有空間電荷
    四 有初速、無磁場、無空間電荷
    五 有初速、無磁場有空間電荷
    附錄I 最小作用量原理和普遍情況下的電子光學折
    射率
    一 最小作用量原理
    二 普遍情況下的電子光學折射率
    附錄Ⅱ 光學方法推導電子軌、跡方程
    附錄Ⅲ 相對論修正下的普遍軌跡方程
   第三章 電子透鏡
    3.1電子透鏡的參量及其基本關系式
    一 電子透鏡的基點
    二 朗斯基行列式
    三 電子透鏡的成像關系式
    3.2靜電透鏡的焦距和主平面位置
    一 靜電透鏡的焦距公式
    二 靜電透鏡的主平面
    3.3 電子透鏡的矩陣表示
    一 薄透鏡的矩陣表示和薄透鏡的組合
    二 薄透鏡物像關系的矩陣計算
    三 厚透鏡的矩陣表示
    3.4 靜電透鏡的分類和性能分析
    一 靜電透鏡的分類和特征
    二 靜電透鏡的軸上電位和性能分析
    3.5 磁透鏡
    一 均勻磁場的聚焦作用 長磁通鏡
    二 旋轉(zhuǎn)對稱磁場的透鏡作用
    三 短磁透鏡
    四 磁透鏡的場分布
    五 鐘形磁場中的電子運動軌跡和電子光學參量
   第四章 電子光學系統(tǒng)的像差
    4.1幾何像差
    一 幾何像差的一般數(shù)學表示
    二 幾何像差的復數(shù)表示
    4.2各種幾何像差的定義和相應的圖形
    一 球差
    二 彗形像差
    三 像散、場曲和畸變
    4.3球差系數(shù)C3的計算
    4.4色差
    一 像位色差
    二 放大色差
    三 轉(zhuǎn)角色差
    四 色差系數(shù)Cc的計算
    4.5空間電荷像差
    4.6電場的非旋轉(zhuǎn)對稱性產(chǎn)生的像差
    4.7電子的波性與衍射像差
    一 惠更斯－菲涅爾原理
    二 圓孔光闌的夫瑯和費衍射和成像系統(tǒng)的分辨
    率
   第五章 電子束的偏轉(zhuǎn)
    5.1偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的一般要求
    5.2靜電偏轉(zhuǎn)
    一 平行板靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)
    二 傾斜板靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)
    三 多折板靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)
    四 靜電偏轉(zhuǎn)板的對稱供電
    五 靜電偏轉(zhuǎn)盒
    5.3磁偏轉(zhuǎn)
    一 均勻磁場的偏轉(zhuǎn)靈敏度
    二 實用的偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)
    5.4偏轉(zhuǎn)解聚
    一 靜電偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)解聚
    二 磁偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)解聚
   第六章 非旋轉(zhuǎn)對稱電子光學系統(tǒng)
    6.1柱面透鏡
    6.2靜電四極場透鏡
    一 靜電四極場的構(gòu)成及其空間電位分布
    二 靜電四極場中的電子運動軌跡
    三 靜電四極透鏡的焦距
    四 電子運動的相對論修正
    五 靜電四極透鏡的應用
    6.3 磁四極透鏡
    一 磁四極透鏡的構(gòu)成和空間磁場分布
    二 磁四極透鏡中帶電粒子運動軌跡和焦距 主平面位置
    三 帶電粒子運動的相對論修正
    四 四極透鏡對和雙聚焦條件
    五 周期四極透鏡
    附錄I 轉(zhuǎn)換矩陣的判別式
   第七章 電子槍
    7.1細束電子槍的基本結(jié)構(gòu)
    7.2 細束電子槍的發(fā)射系統(tǒng)
    一 發(fā)射系統(tǒng)中的電子運動和交疊點的形成
    二 交疊點截面的大小
    三 交疊點截面的電流密度分布
    四 交疊點截面的位置
    五 發(fā)射系統(tǒng)的特性參量
    六 發(fā)射系統(tǒng)的替代法設計
    七 四極式發(fā)射系統(tǒng)
    7.3細束電子槍的主聚焦系統(tǒng)（主透鏡）
    一 靜電聚焦電子槍
    二 新型的靜電透鏡
    三 磁聚焦電子槍 磁透鏡與靜電透鏡的比較
    7.4電子槍發(fā)射系統(tǒng)與主聚焦系統(tǒng)的匹配
    7.5細束電子槍的新型式
    一 層流槍
    二 低能槍
    三 場發(fā)射槍
    7.6強流電子槍
    一 矩形截面平行電子注的皮爾斯電子槍
    二 圓柱形平行電子注的皮爾斯電子槍
    三 錐形電子注的皮爾斯電子槍
    四 陽極孔的發(fā)散效應
   第八章 電子光學的相空間理論
    8.1相空間、系綜及劉維定理
    一 相空間與系綜
    二 劉維定理
    三 相面積、發(fā)射度與接收度
    8.2 電子光學系統(tǒng)中電子運動的相空間表示
    一 線性力作用下的粒子運動的相圖
    二 四極場透鏡中粒子束運動的相空間分析
    三 旋轉(zhuǎn)對稱電子光學系統(tǒng)的相空間分析
    8.3電子束傳輸?shù)南鄼E圓變換
    一 相橢圓的矩陣方程
    二 粒子束傳輸過程的橢圓變換
    三 相橢圓系數(shù)矩陣σ的物理意義
    四 束流的匹配傳輸
    8.4相空間理論與傳統(tǒng)電子光學理論比較
   第九章 電子光學傳遞函數(shù)和儡質(zhì)評價
    9.1傳遞函數(shù)的數(shù)理基礎
    一 傅里葉級數(shù)
    二 傅里葉變換
    三 常見函數(shù)的傅里葉變換
    四 傅里葉變換的若干性質(zhì)
    五 卷積
    六 相關
    9.2光學傳遞函數(shù)
    一 基本概念
    二 光學傳遞函數(shù)
    三 光學傳遞函數(shù)與光瞳函數(shù)的關系
    9.3電子光學傳遞函數(shù)與像質(zhì)評價
    一 電子光學傳遞函數(shù)與像質(zhì)評價
    二 電子光學調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）的測量
   第十章 靜電電子能量分析器及其電子光學
    10.1平板鏡式分析器
    10.2柱形偏轉(zhuǎn)分析器
    10.3球形偏轉(zhuǎn)分析器
    10.4筒鏡分析器
    一 帶電粒子的運動方程及軌跡
    二 角度像差
    三 筒鏡分析器的最佳工作參數(shù)
    上篇參考文獻
    下篇 電子光學系統(tǒng)的計算機輔助設計
   第十一章 電磁場計算
    11.1有限差分法
    一 二維拉普拉斯方程和泊松方程的差分格式
    二 差分方程求解——迭代法
    三 空間電荷密度的計算
    四 邊界處理
    五 有限差分法計算磁場
    11.2有限元法
    一 有限元法的變分原理基礎
    二 二維拉普拉斯方程有限元解法
    三 二維泊松方程的有限元解法
    四 磁場的有限元法計算
    五 有限元法與有限差分法的比較
    11.3邊界元法
    一 加權(quán)余量表示式的建立
    二 邊界元法的基本原理
    三 邊界元方程的數(shù)值計算
    四 邊界元法和有限元法計算框圖比較
    11.4計算空間電荷場的非交替法
    附錄I 電子光學中幾種常用的數(shù)學方法
    一 求解線性代數(shù)方程組的高斯消去法
    二 矩陣作一維表示的消去法
    三 矩陣作一維表示的有限元法中的總體合成
   第十二章 電子軌跡和電子光學參量的計算
    12.1運動方程的數(shù)值計算
    一 降階法
    二 級數(shù)展開法
    三 小步拋物線法
    12.2軌跡方程的數(shù)值計算
    一 龍格－庫塔法
    二 紐莫洛夫公式
    12.3電子光學參量的計算
    一 電子透鏡主平面的確定和基點參量的計算
    二 像差系數(shù)的計算
   第十三章 電子光學系統(tǒng)的最優(yōu)化設計
    13.1最優(yōu)化基本原理和方法
    一 最優(yōu)化基本問題
    二 最優(yōu)化問題的基本解法
    13.2單純形法——無約束最優(yōu)化方法
    13.3復合形法——有約束最優(yōu)化方法
    一 復合形法迭代
    二 檢驗調(diào)整能行點方法
    13.4單純形法和復合形法計算實例與結(jié)果
    13.5鮑威爾法
    下篇參考文獻
    基本物理常數(shù)