《带电束流传输理论》求取 ⇩

第一章 引言1

1.1 带电束流传输学在现代科学技术发展中的地位1

1.2 传输系统，传输元件和束流传输学研究的内容4

1.3 粒子的相对论力学特性6

1.4 粒子运动方程和电磁场方程10

1.5 物理量的洛伦兹变换13

第二章 四极透镜的作用矩阵20

2.1 纵坐标为自变数的运动方程20

2.2 四极透镜和漂移节中粒子的运动方程24

2.3 不计入空间电荷效应时四极磁透镜和漂移节的元件矩阵27

2.3.1 均匀连续束流28

2.3.2 束团或脉冲束29

2.4 薄透镜近似32

2.5 元件矩阵的计算编号36

2.6 元件矩阵的元素关系和行列式44

2.7 四极电透镜47

3.1 系统的装配矩阵和粒子轨迹53

第三章 束流的聚焦和传输特性53

3.2 束流的相空间描述60

3.3 刘维定理及其在传输系统中的应用63

3.4 束流的相区形状和边界方程69

3.5 束流的包络、散角和发射度74

3.6 束流特性矩阵σ的计算公式81

3.7 传输系统的接收度85

3.8 四极透镜系统中束流的横向聚焦91

3.9 横向发射度的匹配97

3.10 束流发射度的π变换101

3.11 成像、成腰和腰-腰传输104

3.12 束流在六维相空间中的传输特性110

第四章 四极透镜系统中束流的空间电荷效应117

4.1 均匀连续束流的空间电荷效应117

4.2 束团的空间电荷效应123

4.3 空间电荷效应的补偿129

5.1 单聚束器聚束作用132

第五章 连续束流聚束132

5.2 单聚束器效率136

5.3 注入束流性能140

5.4 双聚束器系统143

5.5 束流能量波动对聚束的影响149

5.6 聚束场的横向散焦作用150

5.7 计入束流空间电荷效应的聚束理论153

5.7.1 聚束间隙的作用153

5.7.2 束流空间电荷模型和空间电荷力154

5.7.3 束流的横向包络160

5.7.4 横向发射度的匹配166

5.7.5 粒子的纵向运动167

5.7.6 纵向注入匹配169

5.7.7 等效空间电荷椭球纵向半轴的计算172

5.7.8 束流能量波动对注入影响的计算173

5.8 空间电荷效应对聚束的影响174

6.1 粒子束团的纵向自由漂移176

第六章 粒子束团的纵向传输特性176

6.2 纵向成像、成腰和腰-腰传输180

6.3 纵向发射度的π变换187

6.4 纵向发射度的任意旋转和动量散度的调节190

6.5 多间隙聚束器或散束器194

6.6 聚束间隙的六维元件矩阵及束流空间电荷效应200

第七章 束流的偏转、导向和扫描209

7.1 束流中心轨道的磁偏转209

7.2 束流的导向和扫描215

7.3 束流中心轨道的电偏转219

第八章 偏转元件的作用矩阵224

8.1 偏转磁铁的作用矩阵224

8.2 偏转磁铁边缘角的作用235

8.3 静电偏转器的作用矩阵241

第九章 束流在偏转系统中的传输249

9.1 偏转系统中束流包络和投影发射度的增长249

9.2 色散匹配和消色散260

9.3 色散与横向发射度的联合匹配269

9.4 束流的能谱或动量谱分析272

9.5 静电分析器278

第十章 偏转磁铁中的束流空间电荷效应283

10.1 均匀连续束流通过偏转磁铁283

10.2 束团通过偏转磁铁287

第十一章 加速元件的聚焦作用297

11.1 粒子运动方程的归一化和阶梯近似297

11.2 双圆筒静电加速间隙302

11.3 高频加速间隙310

第十二章 束流包络方程317

12.1 相对论束流包络方程317

12.2 不计入空间电荷力时传输系统中束流包络方程的精确解322

12.3 包络函数与发射度形状参数的表示式330

12.4 计入加速和空间电荷效应时束流包络函数方程的近似解335

12.5 包络方程解与矩阵方法的相互校核342

13.1 光阑和它的接收度345

第十三章 束流发射度的限制和测量345

13.2 光阑对束流发射度的限制348

13.3 束流发射度的直接测量352

13.4 束流发射度的间接测量354

第十四章 传输系统的公差分析357

14.1 元件技术误差对束流传输特性的影响357

14.2 四极透镜各种技术误差引起的束流偏移和包络增长368

14.2.1 透镜的横向位移368

14.2.2 透镜绕纵轴的旋转372

14.2.3 透镜磁场梯度误差376

14.2.4 透镜长度误差379

14.2.5 透镜的纵向位移381

14.2.6 透镜的倾斜384

14.3 水平偏转磁铁各种技术误差引起的束流偏移和包络增长387

14.3.1 磁铁的横向位移389

14.3.2 磁铁绕纵轴的旋转391

14.3.3 磁铁绕x轴的旋转396

14.3.4 磁铁绕y轴的旋转401

14.3.5 磁场强度误差408

14.3.6 磁铁长度误差413

14.3.7 磁铁的纵向位移415

14.3.8 非均匀场偏转磁铁的磁场梯度误差418

14.3.9 均匀场偏转磁铁的磁场均匀性误差419

14.3.10 磁场和积分均匀度和准确度421

14.4 垂直偏转磁铁各种技术误差引起的束流偏移和包络增长423

14.4.1 磁铁的横向位移424

14.4.2 磁铁绕纵轴旋转425

14.4.3 磁铁绕y轴旋转427

14.4.4 磁铁绕x轴旋转428

14.4.5 磁场强度误差431

14.4.6 磁铁长度误差433

14.4.7 磁铁的纵向位移434

14.4.8 非均匀场垂直偏转磁铁的磁场梯度误差435

14.4.9 均匀场垂直偏转磁铁的磁场均匀度436

14.5 公差计算公式及其延拓436

14.5.1 四极透镜公差计算公式437

14.5.2 均匀场水平偏转磁铁公差计算公式439

14.5.3 均匀场垂直偏转磁铁公差计算公式441

14.6 传输系统有效孔径的损失443

14.6.1 四极透镜横向位移引起的孔径损失443

14.6.2 四极透镜倾斜引起的孔径损失444

14.6.3 偏转磁铁横向位移引起的孔径损失445

14.6.4 偏转磁铁绕x轴旋转引起的孔径损失445

14.6.5 偏转磁铁绕y轴旋转引起的孔径损失446

14.7 公差分配和计算举例447

14.7.1 四极透镜的公差及其影响452

14.7.2 水平偏转磁铁的公差及其影响454

14.7.3 垂直偏转磁铁的公差及其影响458

14.7.4 各种公差影响的统计求和461

14.7.5 计算结果的简单分析462

14.7.6 校正束流偏移所需导向线圈的估算463

14.8 公差计算简化465

参考文献467