带电束流传输理论PDF电子书下载

第一章 引言 1

1.1 带电束流传输学在现代科学技术发展中的地位 1

1.2 传输系统，传输元件和束流传输学研究的内容 4

1.3 粒子的相对论力学特性 6

1.4 粒子运动方程和电磁场方程 10

1.5 物理量的洛伦兹变换 13

第二章 四极透镜的作用矩阵 20

2.1 纵坐标为自变数的运动方程 20

2.2 四极透镜和漂移节中粒子的运动方程 24

2.3 不计入空间电荷效应时四极磁透镜和漂移节的元件矩阵 27

2.3.1 均匀连续束流 28

2.3.2 束团或脉冲束 29

2.4 薄透镜近似 32

2.5 元件矩阵的计算编号 36

2.6 元件矩阵的元素关系和行列式 44

2.7 四极电透镜 47

3.1 系统的装配矩阵和粒子轨迹 53

第三章 束流的聚焦和传输特性 53

3.2 束流的相空间描述 60

3.3 刘维定理及其在传输系统中的应用 63

3.4 束流的相区形状和边界方程 69

3.5 束流的包络、散角和发射度 74

3.6 束流特性矩阵σ的计算公式 81

3.7 传输系统的接收度 85

3.8 四极透镜系统中束流的横向聚焦 91

3.9 横向发射度的匹配 97

3.10 束流发射度的π变换 101

3.11 成像、成腰和腰-腰传输 104

3.12 束流在六维相空间中的传输特性 110

第四章 四极透镜系统中束流的空间电荷效应 117

4.1 均匀连续束流的空间电荷效应 117

4.2 束团的空间电荷效应 123

4.3 空间电荷效应的补偿 129

5.1 单聚束器聚束作用 132

第五章 连续束流聚束 132

5.2 单聚束器效率 136

5.3 注入束流性能 140

5.4 双聚束器系统 143

5.5 束流能量波动对聚束的影响 149

5.6 聚束场的横向散焦作用 150

5.7 计入束流空间电荷效应的聚束理论 153

5.7.1 聚束间隙的作用 153

5.7.2 束流空间电荷模型和空间电荷力 154

5.7.3 束流的横向包络 160

5.7.4 横向发射度的匹配 166

5.7.5 粒子的纵向运动 167

5.7.6 纵向注入匹配 169

5.7.7 等效空间电荷椭球纵向半轴的计算 172

5.7.8 束流能量波动对注入影响的计算 173

5.8 空间电荷效应对聚束的影响 174

6.1 粒子束团的纵向自由漂移 176

第六章 粒子束团的纵向传输特性 176

6.2 纵向成像、成腰和腰-腰传输 180

6.3 纵向发射度的π变换 187

6.4 纵向发射度的任意旋转和动量散度的调节 190

6.5 多间隙聚束器或散束器 194

6.6 聚束间隙的六维元件矩阵及束流空间电荷效应 200

第七章 束流的偏转、导向和扫描 209

7.1 束流中心轨道的磁偏转 209

7.2 束流的导向和扫描 215

7.3 束流中心轨道的电偏转 219

第八章 偏转元件的作用矩阵 224

8.1 偏转磁铁的作用矩阵 224

8.2 偏转磁铁边缘角的作用 235

8.3 静电偏转器的作用矩阵 241

第九章 束流在偏转系统中的传输 249

9.1 偏转系统中束流包络和投影发射度的增长 249

9.2 色散匹配和消色散 260

9.3 色散与横向发射度的联合匹配 269

9.4 束流的能谱或动量谱分析 272

9.5 静电分析器 278

第十章 偏转磁铁中的束流空间电荷效应 283

10.1 均匀连续束流通过偏转磁铁 283

10.2 束团通过偏转磁铁 287

第十一章 加速元件的聚焦作用 297

11.1 粒子运动方程的归一化和阶梯近似 297

11.2 双圆筒静电加速间隙 302

11.3 高频加速间隙 310

第十二章 束流包络方程 317

12.1 相对论束流包络方程 317

12.2 不计入空间电荷力时传输系统中束流包络方程的精确解 322

12.3 包络函数与发射度形状参数的表示式 330

12.4 计入加速和空间电荷效应时束流包络函数方程的近似解 335

12.5 包络方程解与矩阵方法的相互校核 342

13.1 光阑和它的接收度 345

第十三章 束流发射度的限制和测量 345

13.2 光阑对束流发射度的限制 348

13.3 束流发射度的直接测量 352

13.4 束流发射度的间接测量 354

第十四章 传输系统的公差分析 357

14.1 元件技术误差对束流传输特性的影响 357

14.2 四极透镜各种技术误差引起的束流偏移和包络增长 368

14.2.1 透镜的横向位移 368

14.2.2 透镜绕纵轴的旋转 372

14.2.3 透镜磁场梯度误差 376

14.2.4 透镜长度误差 379

14.2.5 透镜的纵向位移 381

14.2.6 透镜的倾斜 384

14.3 水平偏转磁铁各种技术误差引起的束流偏移和包络增长 387

14.3.1 磁铁的横向位移 389

14.3.2 磁铁绕纵轴的旋转 391

14.3.3 磁铁绕x轴的旋转 396

14.3.4 磁铁绕y轴的旋转 401

14.3.5 磁场强度误差 408

14.3.6 磁铁长度误差 413

14.3.7 磁铁的纵向位移 415

14.3.8 非均匀场偏转磁铁的磁场梯度误差 418

14.3.9 均匀场偏转磁铁的磁场均匀性误差 419

14.3.10 磁场和积分均匀度和准确度 421

14.4 垂直偏转磁铁各种技术误差引起的束流偏移和包络增长 423

14.4.1 磁铁的横向位移 424

14.4.2 磁铁绕纵轴旋转 425

14.4.3 磁铁绕y轴旋转 427

14.4.4 磁铁绕x轴旋转 428

14.4.5 磁场强度误差 431

14.4.6 磁铁长度误差 433

14.4.7 磁铁的纵向位移 434

14.4.8 非均匀场垂直偏转磁铁的磁场梯度误差 435

14.4.9 均匀场垂直偏转磁铁的磁场均匀度 436

14.5 公差计算公式及其延拓 436

14.5.1 四极透镜公差计算公式 437

14.5.2 均匀场水平偏转磁铁公差计算公式 439

14.5.3 均匀场垂直偏转磁铁公差计算公式 441

14.6 传输系统有效孔径的损失 443

14.6.1 四极透镜横向位移引起的孔径损失 443

14.6.2 四极透镜倾斜引起的孔径损失 444

14.6.3 偏转磁铁横向位移引起的孔径损失 445

14.6.4 偏转磁铁绕x轴旋转引起的孔径损失 445

14.6.5 偏转磁铁绕y轴旋转引起的孔径损失 446

14.7 公差分配和计算举例 447

14.7.1 四极透镜的公差及其影响 452

14.7.2 水平偏转磁铁的公差及其影响 454

14.7.3 垂直偏转磁铁的公差及其影响 458

14.7.4 各种公差影响的统计求和 461

14.7.5 计算结果的简单分析 462

14.7.6 校正束流偏移所需导向线圈的估算 463

14.8 公差计算简化 465

参考文献 467