电子光学原理

电子束曝光系统的核心部分是对电子束聚焦偏转的电子光学系统。电子光学是描述电子在电磁场中的运动规律,因为它与光线光学有某些相似之处,故称为电子光学。光波在不同的介质中的传播速度不同,因而产生折射。电子在不同的电磁场中也会产生速度和运动方向的变化,因而也是一种折射。电子光学与光线光学的不同之处在于以下几点。

电子光学对比光线光学

  1. 光学介质的折射率是坐标的非连续函数,即当光线从空气进入光学透镜时,其折射率是不连续变化的。电子光学的折射率与电子能量的平方根成正比,是坐标的连续函数。因为电位在空间总是连续分布的。
  2. 光学折射率在 1~25 之间。电子光学的折射率取决于空间电位,因而可以达到很高的值。
  3. 几何光学可以通过任意改变透镜的折射面曲率来消除某些像差。空间电场分布无法任意改变,因此校正像差的方法完全不同。
  4. 由于电子之间具有排斥力,因此在电子束流密度较大时会产生空间电荷效应。空间电荷效应会破坏电子束的聚焦。
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电子光学应用

附录

笔记来源