ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предварительные замечания из "Электронная и ионная оптика " Электронная и ионная оптика представляет собой одно из направлений физической электроники и заиимается проблемами формирования потоков заряженных частиц, управления ими, а также вопросами их применения. В самом названии отражен тот факт, что движение заряженных частиц в электромагнитных полях во многом подобно поведению световых лучей в не-однородных оптических средах. Электронная и ионная оптика — это обширнейшая область знаний с относительно короткой историей. Хотя аналогия между классической механикой и геометрической оптикой была установлена Гамильтоном еще в первой половине прошлого столетия, миру пришлось ждать почти сто лет, прежде чем в 1926 г. X. Буш [1] доказал возможность формирования электронно-оптических изображений. Список приложений электронной и ионной оптики велик. Электроннолучевые трубки и мониторы, электронные микроскопы, ускорители частиц, масс-спектрометры, микроволновые генераторы и усилительные лампы, а также электронно-лучевые технологии (такие, например, как сварка, сверление, плавка, резка, очистка, легирование) — все это хорошо известные классические приложения. Электронные и ионные микрозонды, анализаторы энергии, электронные спектрометры и ионные имплантаторы относятся к сравнительно недавним практическим результатам этого быстро развивающегося направления. Без электронной и ионной оптики сегодня нельзя обойтись в аналитической химии и при исследовании поверхностей. Новые приложения разработаны в области синтеза и преобразования энергии. Возрастающее значение этой области недавно отмечено Американским физическим обществом, при котором учреждена специальная тематическая группа по физике пучков и частиц. Электронной и ионной оптике посвящены тысячи статей и множество книг [2—51Ь]. [c.9] Данная книга начинается с уравнений Максвелла, а также некоторых основных понятий классической механики и геометрической оптики, которые составляют основу для дальнейшего изложения (гл. 1). [c.9] 3 представлены различные методы определения электрических и магнитных полей. Глава не может заменить курс по электромагнетизму, но в то же время в ней дан обзор практических, в первую очередь численных, методов расчета полей. Такие методы абсолютно необходимы при конструировании любых электронных или ионных оптических систем. [c.10] 4 обсуждаются фокусирующие свойства аксиальносимметричных полей. Дана общая теория формирования изображения, представлены электронные и ионные линзы, рассмотрено приближение тонкой линзы. [c.10] 5 посвящена теории аберраций. Ее изучение может быть сопряжено с некоторыми трудностями для начинающих читателей. Однако аберрации приводят к наиболее жестким ограничениям характеристик приборов, основанных на использовании потоков частиц. И поэтому понимание причин и природы возникновения аберраций абсолютно необходимо для вычисления аберрационных коэффициентов и работы с ними при поиске способов уменьшения и компенсации аберраций. [c.10] 6 рассмотрены некоторые численные методы расчета траекторий частиц и аберрационных коэффициентов. [c.10] 7 и 8 дан детальный обзор соответственно электростатических и магнитных линз. Большое внимание уделено как аналитическим моделям, так и конкретным реализациям линз. [c.10] 9 занимает особое место. В ней представлены наиболее разработанные методы оптимизации и автоматизированного проектирования электронных и ионных оптических систем. Изложенные методы проектирования могут быть широко использованы в практической работе. [c.10] 10 рассмотрены мультипольные линзы. Они являются основными оптическими элементами ускорительной техники, а также находят применение в системах коррекции аберраций н в отклоняющих элементах различных зондовых приборов. [c.10] Собственно отклоняющие системы являются предметом изучения гл. II. Здесь рассмотрены дефлекторы и призмы электростатического и магнитного типов. [c.10] посвященной проблеме пространственного заряда, обсуждаются способы создания высокоинтенсивных пучков заряженных частиц и методы управления ими. Основными лимитирующими факторами здесь являются уширение пучка и увеличение разброса по энергиям частиц, вызванные пространственным зарядом. [c.10] Каждая глава заканчивается кратким резюме. [c.10] На протяжении всей книги используется система единиц СИ. [c.10] Приступим теперь к краткому изложению информации, необходимой для изучения этой книги. [c.11] Вернуться к основной статье