電子光學(xué)

     目 錄
   前言
   緒論
    上篇 電子光學(xué)原理和系統(tǒng)
   第一章 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)
    1.1旋轉(zhuǎn)對(duì)稱靜電場(chǎng)
    一 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱靜電場(chǎng)的級(jí)數(shù)表示法
    二 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電場(chǎng)的近軸性質(zhì)
    三 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱靜電場(chǎng)的力函數(shù)流函數(shù)
    1.2旋轉(zhuǎn)對(duì)稱靜磁場(chǎng)
    一 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱磁場(chǎng)的矢量磁位
    二 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱磁場(chǎng)的級(jí)數(shù)表達(dá)式
    三 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱磁場(chǎng)的近軸性質(zhì)
    四 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱磁場(chǎng)的標(biāo)量磁位
   第二章 靜電磁場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)
    2.1電子及其運(yùn)動(dòng)的基本概念
    一 電子的電荷和質(zhì)量
    二 羅侖茲力和電子運(yùn)動(dòng)方程式
    三 能量關(guān)系式
    2.2電子軌跡方程
    一 直角坐標(biāo)系中的軌跡方程
    二 圓柱坐標(biāo)系中的軌跡方程
    2.3旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電磁場(chǎng)中電子近軸軌跡方程
    一 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電場(chǎng)中近軸軌跡方程
    二 復(fù)合場(chǎng)中近軸軌跡方程
    2.4旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電磁場(chǎng)的聚焦成像性能
    一 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電場(chǎng)的理想成像
    二 復(fù)合場(chǎng)中的理想成像
    2.5電子光學(xué)系統(tǒng)尺寸變換時(shí)的軌跡相似性
    一 零初速、無(wú)磁場(chǎng)，九空間電荷
    二 零初速、有磁場(chǎng)、無(wú)空間電荷
    三 零初速、無(wú)磁場(chǎng)、有空間電荷
    四 有初速、無(wú)磁場(chǎng)、無(wú)空間電荷
    五 有初速、無(wú)磁場(chǎng)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(xué)折
    射率
    一 最小作用量原理
    二 普遍情況下的電子光學(xué)折射率
    附錄Ⅱ 光學(xué)方法推導(dǎo)電子軌、跡方程
    附錄Ⅲ 相對(duì)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(guān)系式
    一 電子透鏡的基點(diǎn)
    二 朗斯基行列式
    三 電子透鏡的成像關(guān)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(guān)系的矩陣計(jì)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(chǎng)的聚焦作用 長(zhǎng)磁通鏡
    二 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱磁場(chǎng)的透鏡作用
    三 短磁透鏡
    四 磁透鏡的場(chǎng)分布
    五 鐘形磁場(chǎng)中的電子運(yùn)動(dòng)軌跡和電子光學(xué)參量
   第四章 電子光學(xué)系統(tǒng)的像差
    4.1幾何像差
    一 幾何像差的一般數(shù)學(xué)表示
    二 幾何像差的復(fù)數(shù)表示
    4.2各種幾何像差的定義和相應(yīng)的圖形
    一 球差
    二 彗形像差
    三 像散、場(chǎng)曲和畸變
    4.3球差系數(shù)C3的計(jì)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(jì)算
    4.5空間電荷像差
    4.6電場(chǎng)的非旋轉(zhuǎn)對(duì)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(fèi)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(duì)稱供電
    五 靜電偏轉(zhuǎn)盒
    5.3磁偏轉(zhuǎn)
    一 均勻磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)靈敏度
    二 實(shí)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(duì)稱電子光學(xué)系統(tǒng)
    6.1柱面透鏡
    6.2靜電四極場(chǎng)透鏡
    一 靜電四極場(chǎng)的構(gòu)成及其空間電位分布
    二 靜電四極場(chǎng)中的電子運(yùn)動(dòng)軌跡
    三 靜電四極透鏡的焦距
    四 電子運(yùn)動(dòng)的相對(duì)論修正
    五 靜電四極透鏡的應(yīng)用
    6.3 磁四極透鏡
    一 磁四極透鏡的構(gòu)成和空間磁場(chǎng)分布
    二 磁四極透鏡中帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡和焦距 主平面位置
    三 帶電粒子運(yùn)動(dòng)的相對(duì)論修正
    四 四極透鏡對(duì)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(xì)束電子槍的基本結(jié)構(gòu)
    7.2 細(xì)束電子槍的發(fā)射系統(tǒng)
    一 發(fā)射系統(tǒng)中的電子運(yùn)動(dòng)和交疊點(diǎn)的形成
    二 交疊點(diǎn)截面的大小
    三 交疊點(diǎn)截面的電流密度分布
    四 交疊點(diǎn)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(shè)計(jì)
    七 四極式發(fā)射系統(tǒng)
    7.3細(xì)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(xì)束電子槍的新型式
    一 層流槍
    二 低能槍
    三 場(chǎng)發(fā)射槍
    7.6強(qiáng)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(yáng)極孔的發(fā)散效應(yīng)
   第八章 電子光學(xué)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(xué)系統(tǒng)中電子運(yùn)動(dòng)的相空間表示
    一 線性力作用下的粒子運(yùn)動(dòng)的相圖
    二 四極場(chǎng)透鏡中粒子束運(yùn)動(dòng)的相空間分析
    三 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電子光學(xué)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(guò)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(xué)理論比較
   第九章 電子光學(xué)傳遞函數(shù)和儡質(zhì)評(píng)價(jià)
    9.1傳遞函數(shù)的數(shù)理基礎(chǔ)
    一 傅里葉級(jí)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(guān)
    9.2光學(xué)傳遞函數(shù)
    一 基本概念
    二 光學(xué)傳遞函數(shù)
    三 光學(xué)傳遞函數(shù)與光瞳函數(shù)的關(guān)系
    9.3電子光學(xué)傳遞函數(shù)與像質(zhì)評(píng)價(jià)
    一 電子光學(xué)傳遞函數(shù)與像質(zhì)評(píng)價(jià)
    二 電子光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）的測(cè)量
   第十章 靜電電子能量分析器及其電子光學(xué)
    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(yùn)動(dòng)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(xiàn)
    下篇 電子光學(xué)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
   第十一章 電磁場(chǎng)計(jì)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(jì)算
    四 邊界處理
    五 有限差分法計(jì)算磁場(chǎng)
    11.2有限元法
    一 有限元法的變分原理基礎(chǔ)
    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(chǎng)的有限元法計(jì)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(jì)算
    四 邊界元法和有限元法計(jì)算框圖比較
    11.4計(jì)算空間電荷場(chǎng)的非交替法
    附錄I 電子光學(xué)中幾種常用的數(shù)學(xué)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(xué)參量的計(jì)算
    12.1運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)值計(jì)算
    一 降階法
    二 級(jí)數(shù)展開法
    三 小步拋物線法
    12.2軌跡方程的數(shù)值計(jì)算
    一 龍格－庫(kù)塔法
    二 紐莫洛夫公式
    12.3電子光學(xué)參量的計(jì)算
    一 電子透鏡主平面的確定和基點(diǎn)參量的計(jì)算
    二 像差系數(shù)的計(jì)算
   第十三章 電子光學(xué)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)
    13.1最優(yōu)化基本原理和方法
    一 最優(yōu)化基本問(wèn)題
    二 最優(yōu)化問(wèn)題的基本解法
    13.2單純形法——無(wú)約束最優(yōu)化方法
    13.3復(fù)合形法——有約束最優(yōu)化方法
    一 復(fù)合形法迭代
    二 檢驗(yàn)調(diào)整能行點(diǎn)方法
    13.4單純形法和復(fù)合形法計(jì)算實(shí)例與結(jié)果
    13.5鮑威爾法
    下篇參考文獻(xiàn)
    基本物理常數(shù)