Електронна оптика електростатичних полів». Розподіл потенціалу в аксиально-симетричному електричному полі, страница 7

Очевидно, що поряд з утворенням електронного зображення імерсійний об'єктив може бути використаний для керування величиною струму пучка електронів, що відбирається з катода, тому що, змінюючи від’ємний стосовно катода потенціал модулятора, можна змінювати як розміри поверхні катода, перед якою поле лінзи є  прискорюючим, тобто змінювати робочу поверхню катода, так і саму величину цього поля.

2.  Експериментальна частина

2.1  Програмне забезпечення практичних занять.

Для  математичного моделювання процесів руху заряджених часток в аксиально-симетричних електростатичних полях використовується спеціалізована програма LINZA. Програма написана на мові Borland PASCAL 7.0 з використанням об'єктно-орієнтованих бібліотек TURBO-VISION.

Завдання геометричних параметрів  лінзи, що досліджується,  потенціалів на її електродах і параметрів влету електрона здійснюється у віконному інтерфейсі програми LINZA, що моделює процес руху параксиального електрона в неоднорідному аксиально-симетричному електричному полі. Геометрія електродів задається за допомогою комбінацій циліндрів і діафрагм в циліндричній системі координат. Оскільки електронно-оптичні елементи мають осьову симетрію, геометрія електродів задається в площині, що проходить через вісь симетрії поля. Для кожного елемента електродів лінзи необхідно задати  три  параметри: потенціал; координату (для діафрагми - нижня точка, а для циліндра – ліва точка); довжину електрода.

Для розрахунку траєкторії руху   електрона  в  аксиально-симетричному електричному полі програмно реалізований метод лінійних відрізків осьового потенціалу. Для розрахунку траєкторії необхідно задати параметри влету електрона в діалоговому вікні «Електрон». Параметрами влету електрона в полі є:

- відстань електрона від осі R(0);

- кут влету електрона,  утворений дотичною траєкторії електрона з  віссю симетрії поля в точці влету електрона.

Розрахунок траєкторії здійснюється в тому випадку,  якщо поле  по  всій своїй довжині не міняє знак. Якщо поле на осі міняє знак, то на екран монітора виводиться попередження. У цьому випадку необхідно виправити дані для розрахунку поля і траєкторії електрона.    Результати розрахунку поля і траєкторії електрона відображаються в графічному вигляді на екрані монітора. Тут же відображається геометрія електродів лінзи, що моделюється.  Потрібно мати на увазі, що результати розрахунку траєкторії електрона для наглядності автоматично масштабуються по максимальному радіальному розміру системи електродів, що моделюється.

2.2   Програма роботи дослідження електронних лінз.

2.2.1  Метод кінцевих різниць для розрахунку поля електростатичних лінз.

2.3  Для розрахунку поля електростатичної лінзи використав розрахунковий метод кінцевих різниць. Розраховувати поле в системі координат з кроком координатної сітки 0.5 мм.

Рис. 2,8 Імерсійна лінза

Опис методу кінцевих різниць описано в пункті 1,3,1 теоретичної частини.

Розрахунок проводив за допомогою програми Excel. Процес розрахунку потенціалу  в системі координат проводив за допомогою Visual Basic for Application. Результат відобразив на графіках.

2.4   Текст програми VBA

Sub Кнопка1_Щелчок()

Dim a(84, 20) As Integer

Dim b(84, 20) As Integer

' Задаємо початкові значення

For m = 0 To 84

For n = 0 To 20

a(m, n) = 350

Next n

Next m

For m = 42 To 84

For n = 0 To 20

a(m, n) = 25

Next n

Next m

For k = 1 To 10 ' кількість ітерацій

' Обчислюємо потенціали в точках

For m = 1 To 83

For n = 1 To 19

b(m, n) = (a(m, n - 1) + a(m, n + 1) + a(m - 1, n) + a(m + 1, n)) / 4

Next n

Next m

For n = 2 To 19

For m = 2 To 83

a(m, n) = b(m, n)

Next m

Next n

Next k