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第一章 场和电子运动的一般原理和基本方程 2

1.1 静场的基本方程 2

1.2 电子运动方程的张量表示 8

1.3 哈密顿原理·拉格朗日方程·拉格朗日函数 13

1.4 最小作用量原理与电子光学折射率 18

第二章 电子运动的张量分析 24

2.1 弗莱纳局部曲线坐标系中的电子运动方程 24

2.2 弗莱纳局部曲线坐标系中的电子轨迹方程 38

2.3 由广义拉格朗日函数与广义变分函数求电子运动方程和电子轨迹方程 41

2.4 转动的正交曲线坐标系中的电子运动方程和电子轨迹方程 44

2.5 几种特殊情况 50

第三章 曲轴宽电子束聚焦的普遍理论 55

3.1 电场和磁场沿曲光轴展开 55

3.2 弗莱纳局部曲线坐标系中的主轨迹方程和曲近轴轨迹方程及其求解 64

3.3 实验室笛卡尔直角坐标系中的主轨迹方程和曲近轴轨迹方程及其求解 71

3.4 曲近轴系统的正交条件与理想聚焦 76

3.5 转动的局部正交坐标系中的主轨迹方程和曲近轴轨迹方程及其曲近轴系统的正交条件 79

3.6 由变分函数推导主轨迹方程和曲近轴轨迹方程 82

3.7 曲轴电子束聚焦研究中若干问题的讨论 87

第四章 近贴聚焦——纵向均匀电场的电子光学 96

4.1 纵向均匀电场的电子光学基本性质 96

4.2 纵向均匀电场的电子光学色球差 102

第五章 静电聚焦——同心球系统的电子光学 106

5.1 场与轨迹方程 106

5.2 两电极同心球系统中电子轨迹交轴位置及其斜率的确定 113

5.3 多电极同心球系统中电子轨迹交轴位置及其斜率的确定 115

5.4 同心球系统的电子光学性质 124

5.5 电子光学色球差 133

5.6 最小弥散圆与焦散面的确定 140

5.7 平面屏上同心球系统的像差 147

5.8 阳极带有小孔的同心球系统的电子光学性质 157

第六章 静电聚焦——双曲场作为成像系统的电子光学 174

6.1 两电极双曲场系统的场分布与结构参数 174

6.2 两电极双曲场系统中的电子轨迹 178

6.3 两电极双曲场系统中运动的直角坐标系下的曲轴轨迹 182

6.4 两电极双曲场系统的理想成像 190

6.5 两电极双曲场系统的近轴像差 196

6.6 阳极带有小孔下两电极双曲场系统的理想成像 198

第七章 电磁聚焦——同心球系统的电子光学 203

7.1 电磁聚焦同心球系统的场和电子轨迹 203

7.2 电磁聚焦同心球系统的近轴轨迹及成像特性 214

7.3 几种特殊情况 224

7.4 带有控制栅网的三电极电磁聚焦系统 226

8.1 倾斜型电磁聚焦系统中的电子轨迹 230

第八章 电磁聚焦——倾斜型系统的电子光学 230

8.2 外形尺寸与电子轨迹的计算 233

8.3 横向像差 236

8.4 均方根半径 241

第九章 旋转对称系统的近轴光学 249

9.1 旋转对称静场及其在轴附近的性质 249

9.2 实际轨迹方程 252

9.3 近轴轨迹方程与理想成像 258

9.4 横向像差的定义与一阶横向像差的确定 265

第十章 静电阴极透镜的电子光学 272

10.1 轴上电位分布与近阴极区电位分布 272

10.2 轨迹方程的求解 276

10.3 近阴极区近轴轨迹方程的求解 280

10.4 正交曲线坐标系下静电阴极透镜的曲近轴光学 290

10.5 运动的笛卡尔直角坐标下静电阴极透镜的曲近轴光学 297

11.1 电磁聚焦移像系统的基本理论 304

第十一章 电磁聚焦移像系统的电子光学 304

11.2 实现图像无旋转的电磁聚焦移像系统的途径 312

11.3 图像无旋转的移像系统的设计及实例 317

11.4 场有微扰情况下的散焦特性 327

第十二章 电磁复合聚焦阴极透镜的像差理论 336

12.1 轨迹法推导电磁复合聚焦阴极透镜的三级横向像差 336

12.2 变分法推导电磁复合聚焦阴极透镜的三级横向像差 345

12.3 电磁复合聚焦阴极透镜的像差计算举例 352

第十三章 旋转对称宽电子束成像系统的电子光学传递函数 364

13.1 基本公式 364

13.2 锐聚焦系统的点扩散函数与调制传递函数 370

13.3 锐聚焦系统中各种初能分布下的调制传递函数解析表达式 383

13.4 近贴聚焦系统的点扩散函数和调制传递函数 389

13.5 成像系统电子光学传递函数的数值计算 394

14.1 旋转非正交曲线坐标系下的宽电子束聚焦 406

第十四章 曲轴宽束电子光学的像差理论 406

14.2 满足正交条件下曲轴宽电子束聚焦的像差理论 415

14.3 不满足正交条件下曲轴宽电子束聚焦的像差理论 424

第十五章 宽电子束成像系统的数值计算(正设计) 434

15.1 有限差分法 434

15.2 多重网格法 445

15.3 有限元法 451

15.4 边界积分方程法 460

15.5 计算半开放轴对称磁场的边界元-有限元混合法 468

15.6 轨迹计算的数值方法 479

15.7 成像系统电子光学参量与像差的确定 486

第十六章 电磁聚焦移像系统的逆设计 497

16.1 数学模型 497

16.2 最优化方法与迭代步骤 503

16.3 电磁聚焦移像系统的约束逆设计 511

17.1 静电聚焦两电极系统——定焦型像管 533

第十七章 典型成像系统的电子光学分析 533

17.2 静电聚焦三电极可调焦与快门像管 542

17.3 四电极低畸变与变倍型像管 547

17.4 电磁聚焦移像系统 554

17.5 焦深与电子光学公差分析 562

第十八章 发射系统的电子光学 570

18.1 相空间概念与刘维尔定理 570

18.2 束流发射度及其在电子光学系统中的变换 576

18.3 曲近轴电子运动方程 581

18.4 考虑横向初速的发射系统的计算 584

18.5 考虑横向和纵向初速的发射系统的计算 598

第十九章 变像管高速摄影的电子光学 610

19.1 超短光脉冲测量及其参数 610

19.2 旋转对称和平面分布的空间电荷场及其运动方程 616

19.3 稳态和非稳态空间电荷场的求解 623

19.4 动态电子光学系统的时间响应特性 630

19.5 高速摄影变像管中的偏转系统 640

附录 649

附录1 微分几何中的Frenet-Serret公式 649

附录2 张量分析基础 651

2.1 斜角坐标系中的张量 651

2.2 张量概念 663

2.3 张量代数 668

2.4 曲线坐标系 672

2.5 张量的绝对微分 681

2.6 张量的协变导数 687

2.7 一般坐标系中的梯度、散度、旋度与拉普拉辛 689

2.8 曲线坐标系中自由质点的运动 695

附录3 各种不同坐标系下的张量表达式 700

参考文献 706