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Elektronenoptische Theorie der Ablenkung eines ausgedehnten elektronenoptischen Bildes mittels gekreuzter elektrischer Ablenksysteme

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Abstract

In der Arbeit wird die Theorie der Ablenkung eines ausgedehnten Bildes mittels gekreuzter elektrischer Ablenksysteme einschließlich der dabei auftretenden Ablenk-Abbildungsfehler bis zur dritten Ordnung behandelt. Den Untersuchungen zugrunde gelegt sind zueinander rechtwinkelig stehende Ablenksysteme (mit beliebig gestalteten Ablenkplatten), welche weder von gleicher Form bzw. Gestalt zu sein brauchen, sowie beliebig weit voneinander entfernt sein können. Die wegen endlicher Größe der Ablenkplatten der Systeme I und II in den Ablenkfeldern ϕ1 und ϕ2 vorhandenen Längs- und Querstreufelder sind in der Theorie ebenfalls mitberücksichtigt. Es wird lediglich vorausgesetzt, daß die zu einem ausgedehnten Bilde gehörenden Elektronenstrahlenbündel an einer Stelle (Eintrittsebene z0) in die Ablenkfelder ϕ1 und ϕi eintreten sollen, wo letztere bereits vernachlässigbar klein sind, also praktisch noch keinen Einfluß auf eintretende Elektronenstrahlen ausüben, während aber die Bildebene zb, in welcher die Wirkung der Ablenkfelder ϕ1 und ϕ2 auf das ausgedehnte Bild untersucht wird, an einem beliebigen Ort liegen kann, also auch an einer Stelle, wo die Größe der Ablenkfelder noch nicht vernachlässigt werden darf.

Nach einer kurzen Einleitung folgt die Behandlung der Idealablenkung und es wird darin gefunden, daß ein ausgedehntes Bild mittels gekreuzter elektrischer Ablenksysteme unter gewissen Voraussetzungen völlig verzerrungs-, verdrehungs- und vergrößerungsfrei zweidimensional abgelenkt werden kann.

Lenkt man das Bild stärker aus, als es für Idealablenkung zulässig ist, dann treten zunächst Ablenk-Abbildungsfehler dritter Ordnung auf, die in veränderlicher Größe von Produktkombinationen dritter Ordnung (daher der Name) zwischen Bildpunktkoordinaten der unabgelenkten Strahlenbündel, Öffnung der Strahlenbündel und Größe der Idealablenkung des abgelenkten Bildes in der Bildeben, sowie in unveränderlicher Größe von der Art der gekreuzten Ablenksysteme abhängen. Von den sechs vorhandenen Ablenk-Abbildungsfehlern haben drei den Charakter von Verzeichnungsfehlern und drei den Charakter von Fehlern, welche Fleckverzerrungen in der Bildebene verursachen. Die erste Gruppe setzt sich aus folgenden Ablenkfehlern zusammen:

  • 1Deformationsfreie Ablenk-Verzeichnung,
  • 2Monomorphe Ablenk-Verzeichnung,
  • 3Polymorphe Ablenk-Verzeichnung;

während sich die zweite Gruppe aus folgenden Ablenkfehlern zusammensetzt:

  • 4Monomorphe Ablenk-Aberration,
  • 5Polymorphe Ablenk-Aberration,
  • 6Kaustische Ablenk-Verformung.

Die einzelnen Ablenkbildfehler werden diskutiert und gezeigt, daß ihre Bestimmungsgleichungen immer eine einfache Form haben. Um die Ablenkfehler für beliebige Bildpunkte, Öffnungen und Ablenkgrößen in einfachster Weise berechnen zu können, brauchen bloß Fehlerkonstanten ermittelt zu werden, die auf Grund von wenigen Feldaufnahmen in kurzer Zeit bestimmbar sind.

Den gebrachten Abbildungen liegen stets die gleichen praktischen Annahmen zugrunde, so daß die Ablenk-Abbildungsfehler (in den Abbildungen übertrieben eingezeichnet) hinsichtlich ihrer in Erscheinung tretenden Größenordnung unmittelbar miteinander in den Abbildungen verglichen werden können.

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