Введение
1. Задачи создания системы автоматизированного проектирования миниатюрных электронно-оптических систем 7
1.1. Традиционные методы расчета и моделирования электронно-оптических систем 7
1.2. Уравнения траекторий электронного пучка в электрическом поле 12
1.3. Аберрации электронных линз с прямолинейной осью 14
1.3.1. Сферическая аберрация 16
1.3.2. Астигматизм 17
1.3.3. Кривизна поля изображения 18
1.3.4. Дисторсия 18
1.3.5. Кома 19
1.4. Миниатюрные электронно-оптические системы 20
2. Моделирование миниатюрных ЭОС с механичесим сканированием 27
2.1. Миниатюрная электростатическая ЭОС с подвижной и наклонной оптической осью 27
2.2. Модели распределения электрического поля в миниатюрных электростатических линзах 29
2.3. Уравнения траекторий электронного пучка в миниатюрной ЭОС 33
2.4. Система автоматизированного проектирования миниатюрных ЭОС на базе программы Mathcad 36
2.4.1. Входной язык программы автоматизированного проектирования миниатюрной ЭОС 37
2.4.2. Расчет распределения электрического поля 42
2.4.3. Решение систем дифференциальных уравнений 46
3. Компьютерное моделирование и проектирование миниатюрных электронно-оптических систем 48
3.1. Этапы проектирования миниатюрной ЭОС 48
3.2. Проектирование двухлинзовой миниатюрной ЭОС в параксиальном приближении 49
3.2.1. Распределение потенциала электрического поля в линзах 49
3.2.2. Решение дифференциальных уравнений для параксиальных траекторий электронного пучка 51
3.3. Проектирование двухлинзовой миниатюрной ЭОС по точным уравнениям траекторий 53
3.3.1. Вычисление распределения потенциала и напряженности поля в окрестности подвижной оси с помощью степенных рядов 53
3.3.2. Решение точных уравнений траекторий 54
3.3.3. Численное определение коэффициента сферической аберрации 55
3.3.4. Численное определение коэффициента хроматической аберрации 55
3.4. Оптимизация режима работы электронно-оптической системы 56
3.5. Оптимизация геометрических параметров ЭОС 59
3.5.1. Оптимизация ЭОС по радиусу канала линзы 60
3.5.2. Оптимизация ЭОС при постоянной величине напряженности поля в зазоре линзы 64
3.6. Расчет отклонения пучка в миниатюрной ЭОС с подвижной осью 65
3.6.1. Математическая модель отклоняющей системы 65
3.6.2. Компьютерный расчет аберраций отклонения 66
3.6.3. Моделирование режима идеального отклонения пучка 67
3.6.4. Расчет аберраций отклонения электронного пучка 70
3.6.5. Расчет распределения поля в отклоняющей системе 71
3.7. Проектирование электронно-оптических систем с подвижной оптической осью 77
4. Основы конструирования и технологрш производства миниатюрных ЭОС 81
4.1. Основы конструирования миниатюрных электронных линз 81
4.1.1. Конструкция пластины миниатюрной линзы 81
4.1.2. Блок миниатюрной электронной линзы 83
4.2. Основы конструирования миниатюрных электронно-оптических систем 88
4.3. Основы технологии производства миниатюрных электронных линз 92
4.3.1. Основы технологии производства пластин, образующих миниатюрную линзу 92
4.3.2. Основы технологии сборки пластин в миниатюрную линзу 93
Заключение 96
Список литературы 98
Приложение А. Программный модуль САПР, предназначенный для расчета и оптимизации миниатюрной ЭОС при падении пучка в центр поля отклонения 105
