电子束中Boersch效应的实验研究

在现代电子光学与电子束技术研究中，Boersch效应作为离散空间电荷效应的一个主要特征，越来越引起了人们的重视。本实验设计并制作了一台观察和测量Boersch效应的实验装置，并进行了动态真空实验。实验装置的电子光学系统包括层流电子枪、聚焦透镜、准直透镜和拒斥场分析器等部分。对实验结果及数据进行了处理和分析，观测到了电子能量分布的反常增宽现象并测量了能量分布曲线。当束腰区束流为微安量级时，测得的电子能量分布宽度为1～3eV，并且得出了随着束流强度的增加能量分布展宽的近似规律。

Boersch效应实验系统聚焦透镜的优化设计

聚焦透镜是Ｂｏｅｒｓｃｈ效应实验系统的一个关键部件。我们对聚焦透镜的结构进行了优化设计。根据优化的约束，选用了带有外点罚函数的Ｐｏｗｅｌｌ法。研究了其算法构造，并编制了相应的优化软件。用此软件进行优化计算后，得到了满足Ｂｏｅｒｓｃｈ效应实验要求的聚焦透镜。此结构用于实验中，观测到了明显的Ｂｏｅｒｓｃｈ效应。证明此优化方法对Ｂｏｅｒｓｃｈ效应实验系统中的聚焦透镜设计非常有效。

超短电子脉冲展宽的外场依赖性分析

根据已有文献研究结果,建立了Boersch效应电子脉冲展宽物理分析模型,确立了以时间弥散特征参量为核心参数的电子脉冲展宽表征理论,以此为基础分析了超短电子脉冲展宽对外场的依赖性。结果表明:相比匀速漂移场,加速场具有较好的抑制电子脉冲展宽作用,而减速场则增大了电子脉冲展宽;对条纹相机和超快电子衍射仪等电子枪系统而言,除了已知的两个区域—光阴极附近和偏转板后等电位漂移空间之外,光电子脉冲从高电位向低电位传输时其时间弥散也是非常显著的。此结论对高性能电子枪工程设计具有重要的理论指导价值。