静电聚焦同心球系统验证电子光学成像系统的时间像差理论

周立伟; 李  元; 张智诠; M. A. Monastyrski; M. Y. Schelev

doi:10.7498/aps.54.3597

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静电聚焦同心球系统验证电子光学成像系统的时间像差理论

周立伟 , 李元 , 张智诠 , M. A. Monastyrski , M. Y. Schelev

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Citation:

唯象论的经典领域

静电聚焦同心球系统验证电子光学成像系统的时间像差理论

周立伟, 李元, 张智诠, M. A. Monastyrski, M. Y. Schelev

物理学报, 2005, 54(8): 3597-3603.

doi: 10.7498/aps.54.3597

Test and verification of temporal aberration theory for electron optical imaging systems by an electrostatic concentric spherical system model

Zhou Li-Wei, Li Yuan, Zhang Zhi-Quan, Monastyrski M. A., Schelev M. Y.

Acta Phys. Sin., 2005, 54(8): 3597-3603.

doi: 10.7498/aps.54.3597

摘要
关于动态电子光学成像系统的时间像差理论，计算时间像差系数有两种方法——τ变分法和直接积分法.它们的差别在于：τ变分法计算二级几何时间像差系数必须求解微分方程，而直接积分法仅需进行积分运算.采用静电同心球系统的理想模型对这两种方法的正确性进行了检验.结果表明：这两种方法求解电子光学成像系统的时间像差系数的结果完全一致，所求得的时间色差系数与理想模型的解析解完全相同，从而证明两种方法是等价并且正确的.通过验证表明，直接积分法的计算更为简便，适于实际系统的计算与设计.

关键词:
阴极透镜 /

电子光学成像系统 /

动态电子光学 /

时间像差理论
Abstract
On theory of temporal aberration of dynamic electron optical imaging systems, we have put forward two methods: “τ-variation method" and “direct integral method" to calculate the temporal aberration coefficients. The difference betwe en them is that the “τ-variation method"needs to solve the differential eq uations for geometrical temporal aberration coefficients of second order, while the “direct integral method" needs only to carry out the integral calculations. The aim of the present paper is to test and verify the correctness of the two m ethods using an electrostatic concentric spherical system model. Results show th at these two methods can obtain identical solutions and the solutions of tempora l aberration coefficients of dynamic electron optical imaging systems are the sa me with the analytical solutions. Thus it can be concluded that these two method s are equivalent and correct, but the “direct integral method" is more convenie nt for computation and it could be suggested to use in the practical design.

Keywords:
cathode lenses, electron optical imaging system, dynamic electron o ptics, theory of temporal aberrations /

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/
作者及机构信息
周立伟¹,

李元¹,

张智诠³,

M. A. Monastyrski²,

M. Y. Schelev²

(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60171026，60471051)和国家自然科学基金国际合作项目(批准号 :60311120072) 资助的课题.
Authors and contacts
Zhou Li-Wei¹,

Li Yuan¹,

Zhang Zhi-Quan³,

Monastyrski M. A.²,

Schelev M. Y.²

(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072
参考文献

施引文献

[1]	张敏睿, 贺正权, 汪韬, 田进寿. 偏振双向衰减对光学成像系统像质影响的矢量平面波谱理论分析. 物理学报, 2017, 66(8): 084202. doi: 10.7498/aps.66.084202
[2]	冯驰, 常军, 杨海波. 双小凹光学成像系统设计. 物理学报, 2015, 64(3): 034201. doi: 10.7498/aps.64.034201
[3]	孙富宇, 吴振华, 张开春. 高电流密度圆柱状电子光学系统设计. 物理学报, 2010, 59(3): 1721-1725. doi: 10.7498/aps.59.1721
[4]	周立伟, 公慧, 张智诠, 张轶飞. 两电极静电同心球系统的近轴电子光学及其空间-时间像差. 物理学报, 2010, 59(8): 5459-5466. doi: 10.7498/aps.59.5459
[5]	周立伟, 公慧, 张智诠, 张轶飞. 两电极静电同心球系统的成像电子光学及其空间-时间像差. 物理学报, 2010, 59(8): 5450-5458. doi: 10.7498/aps.59.5450
[6]	周立伟, 李元, 张智诠, M. A. Monastyrski, M. Y. Schelev. 直接积分法研究电子光学成像系统的时间像差理论. 物理学报, 2005, 54(8): 3591-3596. doi: 10.7498/aps.54.3591
[7]	聂世琦, 林书铨, 黄保麟. 三维曲光轴坐标下的旁轴电子光学. 物理学报, 1998, 47(7): 1090-1100. doi: 10.7498/aps.47.1090
[8]	西门纪业, 晏继文, 黄旭. 存在球差和失焦下电子光学传递函数和脉冲响应函数. 物理学报, 1985, 34(3): 348-358. doi: 10.7498/aps.34.348
[9]	西门纪业, 周立伟, 艾克聪. 阴极透镜象差的变分理论. 物理学报, 1983, 32(12): 1536-1546. doi: 10.7498/aps.32.1536
[10]	西门纪业. 高斯轨迹参量的线性变换对于电子光学象差的影响. 物理学报, 1981, 30(4): 472-477. doi: 10.7498/aps.30.472
[11]	西门纪业. 静电透镜与磁偏转器的复合系统的电子光学性质和象差理论. 物理学报, 1978, 27(3): 247-259. doi: 10.7498/aps.27.247
[12]	西门纪业. 磁透镜与偏转器的复合系统的电子光学性质和象差理论. 物理学报, 1977, 26(1): 34-53. doi: 10.7498/aps.26.34
[13]	沈庆垓, 周敏, 倪治钧. 变象管电子光学特性的研究. 物理学报, 1965, 21(2): 355-368. doi: 10.7498/aps.21.355
[14]	吴全德. 在发射式电子光学系统中,初速度按麥克斯韋分布时像的品质. 物理学报, 1957, 13(1): 90-100. doi: 10.7498/aps.13.90
[15]	吴全德. 在发射式电子光学系统中,光电子速度分布对像品质的影响(Ⅱ). 物理学报, 1957, 13(1): 78-89. doi: 10.7498/aps.13.78
[16]	吴美珍. 旋转对称电子光学系统中的五级横向像差. 物理学报, 1957, 13(3): 181-206. doi: 10.7498/aps.13.181
[17]	姚福田. 空间电荷存在时旋转对称电子光学系统的像差. 物理学报, 1957, 13(3): 207-216. doi: 10.7498/aps.13.207
[18]	西门纪业. 复合浸没物镜的电子光学性质和像差理论. 物理学报, 1957, 13(4): 339-356. doi: 10.7498/aps.13.339
[19]	吴全德. 在发射式电子光学系统中光电子速度分布对像质量的影响(I). 物理学报, 1956, 12(5): 419-438. doi: 10.7498/aps.12.419
[20]	蒋曼英. 关於电子光学中的Petzval系数. 物理学报, 1956, 12(5): 439-446. doi: 10.7498/aps.12.439

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物理学报. 2005, 54(8): 3597-3603.

doi: 10.7498/aps.54.3597.

唯象论的经典领域

静电聚焦同心球系统验证电子光学成像系统的时间像差理论

1. (1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60171026，60471051)和国家自然科学基金国际合作项目(批准号 :60311120072) 资助的课题.

收稿日期: 2004-10-22
修回日期: 2005-03-17
刊出日期: 2005-04-05

摘要: 关于动态电子光学成像系统的时间像差理论，计算时间像差系数有两种方法——τ变分法和直接积分法.它们的差别在于：τ变分法计算二级几何时间像差系数必须求解微分方程，而直接积分法仅需进行积分运算.采用静电同心球系统的理想模型对这两种方法的正确性进行了检验.结果表明：这两种方法求解电子光学成像系统的时间像差系数的结果完全一致，所求得的时间色差系数与理想模型的解析解完全相同，从而证明两种方法是等价并且正确的.通过验证表明，直接积分法的计算更为简便，适于实际系统的计算与设计.

关键词:

English Abstract

Test and verification of temporal aberration theory for electron optical imaging systems by an electrostatic concentric spherical system model

1.
(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

Received Date: 22 October 2004
Accepted Date: 17 March 2005
Published Online: 05 April 2005

Abstract: On theory of temporal aberration of dynamic electron optical imaging systems, we have put forward two methods: “τ-variation method" and “direct integral method" to calculate the temporal aberration coefficients. The difference betwe en them is that the “τ-variation method"needs to solve the differential eq uations for geometrical temporal aberration coefficients of second order, while the “direct integral method" needs only to carry out the integral calculations. The aim of the present paper is to test and verify the correctness of the two m ethods using an electrostatic concentric spherical system model. Results show th at these two methods can obtain identical solutions and the solutions of tempora l aberration coefficients of dynamic electron optical imaging systems are the sa me with the analytical solutions. Thus it can be concluded that these two method s are equivalent and correct, but the “direct integral method" is more convenie nt for computation and it could be suggested to use in the practical design.

Keywords:

cathode lenses, electron optical imaging system, dynamic electron o ptics, theory of temporal aberrations /

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摘要

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作者及机构信息

(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

Authors and contacts

(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

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静电聚焦同心球系统验证电子光学成像系统的时间像差理论

English Abstract

Test and verification of temporal aberration theory for electron optical imaging systems by an electrostatic concentric spherical system model

1.
(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

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(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

Authors and contacts

(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

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静电聚焦同心球系统验证电子光学成像系统的时间像差理论

English Abstract

Test and verification of temporal aberration theory for electron optical imaging systems by an electrostatic concentric spherical system model

1. (1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072

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(1)北京理工大学信息科学技术学院，北京 100081; (2)俄罗斯科学院普罗霍洛夫普通物理研究所，莫斯科 119991; (3)装甲兵工程学院，北京 100072