电子光学

第1章 几何光学基础 1

1.1 序言 1

1.2 几何光学基本原理 3

1.3 光学系统的近轴成像 11

1.4 实际光学系统的光阑 28

1.5 实际光学系统的像差 34

习题 53

第2章 电子在均匀场中的运动 56

2.1 直角坐标系中的电子运动方程和电子运动速度 56

2.2 电子在均匀电场中的运动 58

2.3 电子在均匀磁场中的运动 58

2.4 电子在均匀复合场中的运动 61

2.5 电子光学与几何光学的比较 64

习题 65

第3章 电子光学中的场 68

3.1 轴对称静电场的数学表达式 69

3.2 轴对称静电场近轴区的性质 74

3.3 轴对称静电场力函数(流函数)的性质 78

3.4 轴对称磁场的矢位与标位 80

3.5 轴对称磁场的数学表达式 82

3.6 数学解析法求解轴对称静电场与静磁场 86

习题 98

第4章 电子轨迹方程 100

4.1 电动力学方法推导轨迹方程 100

4.2 光学方法推导电子轨迹方程 104

4.3 相对论修正下的普遍轨迹方程 111

4.4 轴对称复合场中的高斯轨迹方程和傍轴轨迹方程 113

习题 115

第5章 场和轨迹的求解方法 116

5.1 用有限差分方法求解轴对称电场 117

5.2 用有限元素法求解轴对称电场 125

5.3 用电荷密度法求解轴对称电场 129

5.4 电子轨迹的数值求解方法 135

5.5 用有限差分法求解轴对称磁场 139

5.6 测量磁场的实验方法 143

习题 146

第6章 电子光学透镜 147

6.1 高斯光学理想成像性质 147

6.2 电子透镜的基本参量及成像关系式 151

6.3 静电透镜的焦距公式 155

6.4 薄透镜的矩阵表达式 161

6.5 静电透镜 166

6.6 磁透镜 186

6.7 细束电子枪 198

习题 212

第7章 电子光学成像系统的像差 216

7.1 三级几何像差理论 216

7.2 三级几何像差分类 226

7.3 球差 227

7.4 彗差 232

7.5 像散与场曲 234

7.6 畸变 238

7.7 光阑位置对几何像差的影响 241

7.8 调整误差 242

7.9 色差 244

7.10 像差的叠加 251

习题 253

第8章 偏转系统 255

8.1 对偏转系统的要求 255

8.2 理想偏转情况下的电子棱镜 255

8.3 实际的电偏转系统 259

8.4 提高电偏转灵敏度的方法 263

8.5 实际的磁偏转系统 267

8.6 磁偏转线圈场的计算 270

8.7 静电偏转的三级像差 274

8.8 磁偏转的三级像差 281

习题 290

第9章 多极系统 292

9.1 电磁场分布的普遍表达式 292

9.2 电多极场的场分布求解 299

9.3 四极透镜 302

9.4 其他多极系统的应用 322

习题 325

第10章 强流电子光学 327

10.1 电子注在无场空间的发散——空间电荷效应 328

10.2 低导强流电子枪设计 337

10.3 高导电子枪 362

10.4 其他类型电子枪——磁控注入枪 368

10.5 均匀磁场聚束系统 375

10.6 周期磁场聚束系统 395

习题 423

参考文献 427