成像电子光学系统空间和时间像差的均方根半径(RMS)研究

在成像电子光学系统中,均方根半径不仅可以表示系统的时间和空间分辨率特性,而且可以作为计算调制传递函数的一个辅助评价指标,具有计算量小,直观方便等优点。研究和推导了成像电子光学系统中逸出光电子的初角度为朗伯分布,初能量分别为余弦分布、贝塔分布和麦克斯韦分布下的系统时间和横向像差的均方根半径表达式,求解了不同初能分布下的时间和横向像差的均方根半径的最小值及其对应的最佳像平面位置,并对其进行了比较分析。结果表明,该研究不仅对计算和评价成像系统空间和时间分辨率具有实际意义,而且为选择合适的光阴极以满足不同要求的像管和条纹管的设计提供了理论指导。

两电极静电同心球系统的近轴电子光学及其空间-时间像差

将从近轴解出发研究两电极静电同心球系统的空-时轨迹及其像差.由近轴轨迹方程和近轴运动方程出发,先求解两电极静电同心球系统中自光阴极逸出的运动电子的近轴空间-时间轨迹,然后讨论此系统的静动态电子光学及其空间-时间像差,揭示近轴光学系统成像的一般规律.文中定义和推导了各级近轴空间像差和近轴时间像差,得到了与关于近轴空间-时间像差同样的结论,表明完全可以直接由近轴轨迹方程和近轴运动方程出发来研究理想成像及其空间-时间像差.

两电极静电同心球系统的成像电子光学及其空间-时间像差

基于实际轨迹方程和电子运动方程对两电极静电同心球系统求解由光阴极逸出的运动电子的空间和时间轨迹,推导成像位置和电子飞行时间的精确和近似表达式,并由空间和时间轨迹的解析解出发讨论系统的空间-时间特性.对空间像差和时间像差给出统一的定义,即横向像差可视为近轴横向像差和几何横向像差的合成,时间像差可视为近轴时间像差和几何时间像差的合成,并导出了所有相应的像差表示式.

透镜的焦距对激光聚焦焦斑影响的研究

根据激光衍射理论和空间像差理论 ,推导出在给定激光器的输出波长和激光光束大小的前提下 ,考虑激光衍射和空间像差对透镜聚焦能力的影响 ,所选用的最佳透镜焦距的大小及相应的可以聚焦焦斑的大小 。

泽尼克多项式校正全息阵列光镊像差的实验研究

像差会影响光镊对粒子的捕获效果.全息阵列光镊中,像差不仅来自光学元件,由特定算法设计的光阱相位片也会在光路中引入像差.本文通过液晶空间光调制器加载泽尼克多项式相位图,对全息阵列光镊中由光栅透镜组型算法引起的像差进行校正.结果显示:利用三阶泽尼克多项式可有效消除光路中由光栅透镜组型算法引起的慧差,使得捕获2μm聚苯乙烯小球的阵列光阱刚度提高了约40%;对比不同项的像差校正结果发现,全息阵列光镊中由算法引起的慧差与光学元件引起的像差一样,也会对阵列光阱的捕获效果产生较大影响;同时根据一阶像差校正结果可得光栅透镜组型算法对于—阶泽尼克像差具有鲁棒性.实验结果表明,对全息阵列光镊中由算法引起的像差进行校正,对于提高光阱的捕获效果和深化对算法特性的认识都具有重要意义.