磁透鏡聚焦是獲得微束斑電子束的一種主要方法,磁透鏡的場分布直接影響著電子束的品質。為了解決商業(yè)軟件難以實現(xiàn)的磁透鏡參數(shù)化設計,本文基于Matlab編制了計算磁透鏡場分布的有限元法程序,實現(xiàn)了磁透鏡參量的系列化設計,并搭建了磁場測量平臺進行實驗驗證,仿真值與實驗值的相對誤差<5%。在此基礎上,編制的程序能夠對磁場值是否飽和進行實時判斷,進而微調控飽和區(qū)域優(yōu)化透鏡結構消除磁飽和點。

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【部分圖文】：

圖1磁透鏡結構剖面圖。

現(xiàn)對圖1所示的微焦斑X射線源的磁透鏡進行計算仿真,具體的過程包括模型確立、網格剖分和場求解三大塊。該磁透鏡主要結構參數(shù)為:極靴間隙S=4.5mm,上極靴直徑D1=12mm,下極靴直徑D2=10mm,匝數(shù)2322匝,電流I分別取0.8A、1A、1.5A。根據(jù)軸旋轉對稱....

圖2網格劃分。

該磁透鏡主要結構參數(shù)為:極靴間隙S=4.5mm,上極靴直徑D1=12mm,下極靴直徑D2=10mm,匝數(shù)2322匝,電流I分別取0.8A、1A、1.5A。根據(jù)軸旋轉對稱場的特點,磁透鏡計算模型見圖2a紅色區(qū)域,極靴內相對磁導率為1000。網格剖分采用先粗后精的原則....

圖3不飽和磁透鏡的磁通量線分布。

由此計算每一點場強,根據(jù)每個單元對每個點的貢獻得到軸上每一點的磁場值,繪制出軸上磁感應強度的分布如圖4所示。在此基礎上,結合式(9)便可以得到徑向每一點的磁場值;從而在理想軸對稱條件下,可以得到區(qū)域內每一點的磁場值。圖4軸上磁感應強度分布圖。

圖4軸上磁感應強度分布圖。

圖3不飽和磁透鏡的磁通量線分布。2磁透鏡磁場測量平臺的搭建與實驗測量

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