电子光学

     目 录
   前言
   绪论
    上篇 电子光学原理和系统
   第一章 旋转对称静电场和静磁场
    1.1旋转对称静电场
    一 旋转对称静电场的级数表示法
    二 旋转对称电场的近轴性质
    三 旋转对称静电场的力函数流函数
    1.2旋转对称静磁场
    一 旋转对称磁场的矢量磁位
    二 旋转对称磁场的级数表达式
    三 旋转对称磁场的近轴性质
    四 旋转对称磁场的标量磁位
   第二章 静电磁场中带电粒子的运动
    2.1电子及其运动的基本概念
    一 电子的电荷和质量
    二 罗仑兹力和电子运动方程式
    三 能量关系式
    2.2电子轨迹方程
    一 直角坐标系中的轨迹方程
    二 圆柱坐标系中的轨迹方程
    2.3旋转对称电磁场中电子近轴轨迹方程
    一 旋转对称电场中近轴轨迹方程
    二 复合场中近轴轨迹方程
    2.4旋转对称电磁场的聚焦成像性能
    一 旋转对称电场的理想成像
    二 复合场中的理想成像
    2.5电子光学系统尺寸变换时的轨迹相似性
    一 零初速、无磁场，九空间电荷
    二 零初速、有磁场、无空间电荷
    三 零初速、无磁场、有空间电荷
    四 有初速、无磁场、无空间电荷
    五 有初速、无磁场有空间电荷
    附录I 最小作用量原理和普遍情况下的电子光学折
    射率
    一 最小作用量原理
    二 普遍情况下的电子光学折射率
    附录Ⅱ 光学方法推导电子轨、迹方程
    附录Ⅲ 相对论修正下的普遍轨迹方程
   第三章 电子透镜
    3.1电子透镜的参量及其基本关系式
    一 电子透镜的基点
    二 朗斯基行列式
    三 电子透镜的成像关系式
    3.2静电透镜的焦距和主平面位置
    一 静电透镜的焦距公式
    二 静电透镜的主平面
    3.3 电子透镜的矩阵表示
    一 薄透镜的矩阵表示和薄透镜的组合
    二 薄透镜物像关系的矩阵计算
    三 厚透镜的矩阵表示
    3.4 静电透镜的分类和性能分析
    一 静电透镜的分类和特征
    二 静电透镜的轴上电位和性能分析
    3.5 磁透镜
    一 均匀磁场的聚焦作用 长磁通镜
    二 旋转对称磁场的透镜作用
    三 短磁透镜
    四 磁透镜的场分布
    五 钟形磁场中的电子运动轨迹和电子光学参量
   第四章 电子光学系统的像差
    4.1几何像差
    一 几何像差的一般数学表示
    二 几何像差的复数表示
    4.2各种几何像差的定义和相应的图形
    一 球差
    二 彗形像差
    三 像散、场曲和畸变
    4.3球差系数C3的计算
    4.4色差
    一 像位色差
    二 放大色差
    三 转角色差
    四 色差系数Cc的计算
    4.5空间电荷像差
    4.6电场的非旋转对称性产生的像差
    4.7电子的波性与衍射像差
    一 惠更斯－菲涅尔原理
    二 圆孔光阑的夫琅和费衍射和成像系统的分辨
    率
   第五章 电子束的偏转
    5.1偏转系统的一般要求
    5.2静电偏转
    一 平行板静电偏转系统
    二 倾斜板静电偏转系统
    三 多折板静电偏转系统
    四 静电偏转板的对称供电
    五 静电偏转盒
    5.3磁偏转
    一 均匀磁场的偏转灵敏度
    二 实用的偏转线圈结构
    5.4偏转解聚
    一 静电偏转的偏转解聚
    二 磁偏转的偏转解聚
   第六章 非旋转对称电子光学系统
    6.1柱面透镜
    6.2静电四极场透镜
    一 静电四极场的构成及其空间电位分布
    二 静电四极场中的电子运动轨迹
    三 静电四极透镜的焦距
    四 电子运动的相对论修正
    五 静电四极透镜的应用
    6.3 磁四极透镜
    一 磁四极透镜的构成和空间磁场分布
    二 磁四极透镜中带电粒子运动轨迹和焦距 主平面位置
    三 带电粒子运动的相对论修正
    四 四极透镜对和双聚焦条件
    五 周期四极透镜
    附录I 转换矩阵的判别式
   第七章 电子枪
    7.1细束电子枪的基本结构
    7.2 细束电子枪的发射系统
    一 发射系统中的电子运动和交叠点的形成
    二 交叠点截面的大小
    三 交叠点截面的电流密度分布
    四 交叠点截面的位置
    五 发射系统的特性参量
    六 发射系统的替代法设计
    七 四极式发射系统
    7.3细束电子枪的主聚焦系统（主透镜）
    一 静电聚焦电子枪
    二 新型的静电透镜
    三 磁聚焦电子枪 磁透镜与静电透镜的比较
    7.4电子枪发射系统与主聚焦系统的匹配
    7.5细束电子枪的新型式
    一 层流枪
    二 低能枪
    三 场发射枪
    7.6强流电子枪
    一 矩形截面平行电子注的皮尔斯电子枪
    二 圆柱形平行电子注的皮尔斯电子枪
    三 锥形电子注的皮尔斯电子枪
    四 阳极孔的发散效应
   第八章 电子光学的相空间理论
    8.1相空间、系综及刘维定理
    一 相空间与系综
    二 刘维定理
    三 相面积、发射度与接收度
    8.2 电子光学系统中电子运动的相空间表示
    一 线性力作用下的粒子运动的相图
    二 四极场透镜中粒子束运动的相空间分析
    三 旋转对称电子光学系统的相空间分析
    8.3电子束传输的相椭圆变换
    一 相椭圆的矩阵方程
    二 粒子束传输过程的椭圆变换
    三 相椭圆系数矩阵σ的物理意义
    四 束流的匹配传输
    8.4相空间理论与传统电子光学理论比较
   第九章 电子光学传递函数和儡质评价
    9.1传递函数的数理基础
    一 傅里叶级数
    二 傅里叶变换
    三 常见函数的傅里叶变换
    四 傅里叶变换的若干性质
    五 卷积
    六 相关
    9.2光学传递函数
    一 基本概念
    二 光学传递函数
    三 光学传递函数与光瞳函数的关系
    9.3电子光学传递函数与像质评价
    一 电子光学传递函数与像质评价
    二 电子光学调制传递函数（MTF）的测量
   第十章 静电电子能量分析器及其电子光学
    10.1平板镜式分析器
    10.2柱形偏转分析器
    10.3球形偏转分析器
    10.4筒镜分析器
    一 带电粒子的运动方程及轨迹
    二 角度像差
    三 筒镜分析器的最佳工作参数
    上篇参考文献
    下篇 电子光学系统的计算机辅助设计
   第十一章 电磁场计算
    11.1有限差分法
    一 二维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 空间电荷密度的计算
    四 边界处理
    五 有限差分法计算磁场
    11.2有限元法
    一 有限元法的变分原理基础
    二 二维拉普拉斯方程有限元解法
    三 二维泊松方程的有限元解法
    四 磁场的有限元法计算
    五 有限元法与有限差分法的比较
    11.3边界元法
    一 加权余量表示式的建立
    二 边界元法的基本原理
    三 边界元方程的数值计算
    四 边界元法和有限元法计算框图比较
    11.4计算空间电荷场的非交替法
    附录I 电子光学中几种常用的数学方法
    一 求解线性代数方程组的高斯消去法
    二 矩阵作一维表示的消去法
    三 矩阵作一维表示的有限元法中的总体合成
   第十二章 电子轨迹和电子光学参量的计算
    12.1运动方程的数值计算
    一 降阶法
    二 级数展开法
    三 小步抛物线法
    12.2轨迹方程的数值计算
    一 龙格－库塔法
    二 纽莫洛夫公式
    12.3电子光学参量的计算
    一 电子透镜主平面的确定和基点参量的计算
    二 像差系数的计算
   第十三章 电子光学系统的最优化设计
    13.1最优化基本原理和方法
    一 最优化基本问题
    二 最优化问题的基本解法
    13.2单纯形法——无约束最优化方法
    13.3复合形法——有约束最优化方法
    一 复合形法迭代
    二 检验调整能行点方法
    13.4单纯形法和复合形法计算实例与结果
    13.5鲍威尔法
    下篇参考文献
    基本物理常数