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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