Автореферат (1144221)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

2Актуальность темы исследования. Основной задачей физическойэлектроники является исследование физических явлений, происходящих сучастием заряженных частиц, для проведения которого необходимопостоянное совершенствование разработок и создание новых электронныхприборов и устройств. Электронная спектроскопия – один из наиболеемощных методов таких исследований, позволяющий по энергетическимспектрам и другим характеристикам электронов, эмитируемых веществомпод влиянием каких-либо внешних воздействий, определять свойстваисследуемого вещества.

Исторически первыми для изучения энергетическиххарактеристик электронов использовались анализаторы с задерживающимполем, среди которых особенно удачным являлся конденсатор Лукирского.Однако сам класс таких приборов отличался в целом невысокимихарактеристиками, поэтому дальнейшее развитие пошло по пути улучшениякачества фокусировки и увеличения чувствительности. Было разработаномного различных анализаторов: плоское и цилиндрическое зеркало,конденсатор Юза-Рожанского, сферический дефлектор, анализаторы сплоскостью симметрии, призменные анализаторы.

Всех их объединяетспектрометрический режим работы, при котором электронный потокрасщепляется полем на парциальные пучки, один из которых фокусируетсяна выходную щель малой ширины, за которой детектор фиксирует электроныв неразрешенном интервале энергий E0 , E0  E  . Все остальные пучки приэтом находятся вне зоны регистрации и нигде не фиксируются.Изучениебыстропротекающихпроцессовипроцессовнизкоинтенсивных или непостоянных во времени требует иного подхода,названного спектрографическим. В этом режиме необходимо разделитьединый поток заряженных частиц на максимально диспергированные пучки,каждый из которых соответствует одной энергии, и сфокусировать этимоноэнергетические пучки по отдельности в независимые и пространственноразнесённые точки детектирования с максимально одинаковым для всех3точек качеством фокусировки. Главной особенностью спектрографическогорежима является тот факт, что ни один из выделенных пучков не оставляетсябез внимания.Переход к спектрографическим режимам работы знаменует собойкачественноеулучшениескоростныхсовременныханалитическихиприборов.точностныхРазработкахарактеристиксоответствующихоптических схем требует принципиально новых подходов по сравнению страдиционными схемами спектрометрических приборов.

Долгое времяосновной проблемой спектрографов было качество фокусировки вдоль всегоспектра: ближе к краям регистрируемого спектра нарушалось качествофокусировки, и получаемый результат был трудно верифицируем.УдачноерешениепроблемыбылопредложеновработахЮ.К. Голикова, рассмотревшим электрические поля, однородные по Эйлеру,в качестве электронно-оптических сред для энергоспектрографов.

ПринципподобиятраекторийприменённыйдляГоликовымцеленаправленнополейдлясинтезироватьоднородныхпоэлектростатическихЭйлеру,полей,корпускулярно-оптическиевпервыепозволяетсистемысидеальными спектрографическими свойствами. В связи с этим нахождениеэффективных способов расчёта и синтеза геометрических конфигурацийэлектродовиподаваемыхнанихнапряженийдлярасчётаэлектростатических систем, построенных на полях, обладающих свойствомоднородности по Эйлеру, является актуальной задачей.Степень разработанности темы исследования. Класс однородных поЭйлеру полей широк и разнообразен.

Многие хорошо известные поляявляются его частными случаями: поле плоского конденсатора, полеэлектростатическойквадрупольнойлинзы,полецилиндрическогоконденсатора, поле сферического конденсатора.В работах Ю.К. Голикова и Н.К. Красновой для общего представленияоднородных полей по Эйлеру было введено понятие «электронно-оптическая4спектрографическая среда», в которой можно в идеальном вариантереализовать идею спектрографа. Целью данной работы является углублениесозданной ими теории в направлении электрических полей, однородных поЭйлеру, с нецелочисленными порядками однородности и обобщениевыдивинутого Голиковым принципа подобия траекторий на общий случайкомбинированных электростатических и магнитостатических полей.Цели диссертационной работы состоят в нахождении эффективныхспособов расчёта и синтеза геометрических конфигураций электродов иподаваемых на них напряжений для расчёта электростатических полей,обладающих свойством однородности по Эйлеру, путём исследованиядвижения электронов и ионов в таких полях с произвольными порядкамиоднородности и использовании полученных результатов для синтезаспектрографических схем для разработки энергоанализирующих систем.Для достижения поставленных целей решены следующие задачи:1.Подтверждениевозможностииспользованиядляразработки спектрографических оптических схем полей, однородныхпо Эйлеру, с произвольными показателями однородности.2.Расширение принципа подобия траекторий, предложенногоЮ.К.

Голиковым для чисто электростатических полей, на движениезаряженных частиц в магнитостатических и в комбинированныхэлектростатических и магнитостатических полях, однородных поЭйлеру.3.Исследованиеэнергоспектрографическихсвойств:а)двумерных электростатических полей, однородных по Эйлеру, б)осесимметричных электростатических полей, однородных по Эйлеру,в) трёхмерных электростатических полей, однородных по Эйлеру.4.Разработкаалгоритмачисленногосинтезакраевыхэлектродных конфигураций и краевых полей, сохраняющих дляэлектростатических полей свойство однородности по Эйлеру.5Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что:1.Показанаприменимостьэлектростатическихполей,однородных по Эйлеру, с произвольными показателями однородностидля создания эффективных энергоспектрографических оптическихсхем.2.Обобщёнпринципподобиятраекторий,изначальнопредложенный для электростатических полей, однородных по Эйлеру,на магнитостатические и на комбинированные электростатические имагнитостатические поля, однородные по Эйлеру.3.Обнаружено, что для осесимметричных электростатическихзеркал, создающих электростатические поля, однородные по Эйлеру,дляэнергоанализасуществуютдваоптимальныхуглавлёта,обеспечивающих фокусировку по углу первого порядка для выходногодиска, где осуществляется детектирование.4.краевыхРазработан алгоритм численного синтеза трёхмерныхэлектростатическихполей,сохраняющихсвойстваоднородности по Эйлеру, с бессеточной конфигурацией диафрагм.Практическая ценность работы состоит в том, что:1.Показано, что электрические поля, однородные по Эйлеру спроизвольнымпорядкомоднородности,обеспечиваютвспектрографических системах возможность гибкого компромиссамежду достигаемой разрешающей способностью и диапазоном спектра,укладывающегосявдольпозиционно-чувствительногодетекторатабулированыпорядковзаданной длины.2.Рассчитаныивдиапазонеоднородности 1  k  3 оптимальные углы влёта заряженных частиц,обеспечивающихфокусировкупервогопорядка,иопределенопредельно достижимое разрешение в зависимости от углового размерапучка для: а) электростатических энергоспектрографов, использующих6двумерные электростатические зеркала с полями, однородными поЭйлеру, б) электростатических энергоспектрографов, использующихосесимметричные электростатические зеркала с полями, однороднымипо Эйлеру.3.Рассчитаныитабулированывдиапазонепорядководнородности 1  k  3 оптимальные углы влёта заряженных частиц,обеспечивающихфокусировкупервогопорядка,дляэлектростатических энергоспектрографов, использующих трёхмерныеэлектростатические поля, однородные по Эйлеру.4.Найдены оптимальные углы влёта и оптимальные углынаклона детектирующей плоскости, обеспечивающие фокусировкувторого порядка для электростатических энергоспектрографов вприближениибесконечноузкогокраевогополя,снабжённыхдополнительными дрейфовыми расстояниями и использующих: а)двумерные электростатические зеркала с полями, однородными поЭйлеру, б) осесимметричные электростатические зеркала с полями,однородными по Эйлеру.Теоретическая значимость работы состоит в том, что:1.Обоснованаприменимостьэлектростатическихполей,однородных по Эйлеру, с произвольными порядками однородности,для создания спектрографических систем.2.ПринципГоликовым,подобияобобщённатраекторий,случайсформулированныймагнитостатическихикомбинированных электростатических и магнитостатических полей,однородных по Эйлеру.3.Показано, что задача численного расчёта трёхмерныхскалярных потенциалов, однородных по Эйлеру, может быть сведена кчисленному решению двумерных уравнений эллиптического типа.На защиту выносятся следующие научные положения:71.Электростатические, однородные по Эйлеру, поля спроизвольными показателями однородности могут быть примененыдля создания спектрографических оптических схем.2.Принцип подобия траекторий в модифицированной формедействителен и в случае магнитостатических и комбинированныхэлектростатических и магнитостатических полей, однородных поЭйлеру.3.Дляосесимметричныхэлектростатическихзеркал,создающих электростатические однородные по Эйлеру поля дляэнергоанализа,существуютдваоптимальныхуглавлёта,обеспечивающих фокусировку по углу первого порядка для выходногодиска, где осуществляется детектирование.4.второгоСуществуют режимы фокусировки по углу первого ипорядковдлядвумерныхэнергоспектрографическихэлектростатических систем, определяемые углами влёта и угломнаклона плоскости детектирования для планарных полей и угламивлёта и коэффициентами смеси для осесимметричных полей.5.краевыхРазработан алгоритм численного синтеза трёхмерныхэлектростатическихполей,сохраняющихсвойстваоднородности по Эйлеру, с бессеточной конфигурацией диафрагм, длякоторого доказана работоспособность и устойчивость.Достоверность научных результатов исследования обеспечиваетсяиспользованиемкорректныхистрогихматематическихметодовисовпадением результатов с литературными данными других авторов там, гдесопоставление оказалось возможным.Структура диссертации.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации