عنوان البحث(Papers / Research Title)
تصميم عدسة الكترونية مزدوجة
الناشر \ المحرر \ الكاتب (Author / Editor / Publisher)
طالب محسن عباس الشافعي
Citation Information
طالب,محسن,عباس,الشافعي ,تصميم عدسة الكترونية مزدوجة , Time 6/24/2011 5:26:33 AM : كلية التربية للعلوم الصرفة
وصف الابستركت (Abstract)
تم في هذا البحث تصميم عدسة الكترونية مغناطيسية مسقطية مزدوجة ذات أقطاب متنوعة
الوصف الكامل (Full Abstract)
تصميم عدسة الكترونية مزدوجة
الخلاصة:
تم في هذا البحث تصميم عدسة الكترونية مغناطيسية مسقطية مزدوجة ذات أقطاب متنوعة, إذ تتكون من عدستين احداهما احادية لقطب الاسطواني والاخرى ثنائية القطب الكروي . وقد تم باستخدام هذه العدسة تصحيح التشويهيين ألشعاعي والحلزوني عند منطقتي أوطأ وأعظم تكبير بعد أن حسب المجال المغناطيسي للعدسة .
Abstract :
In this work , the doublet project magnetic lens with different pole pieces has been designed , which is consists of two lenses ; one is of a single cylindrical pole piece and the other of a double spherical pole piece . The radial and spiral distortions have been corrected by using this lens at low and high magnification regions , after the magnetic field has been computed .
المقدمة:
يعد التشويهيين ألشعاعي والحلزوني من أهم عيوب العدسات المغناطيسية المسقطية في المجاهر الالكترونية النفاذة . إذ يسبب التشويه الأول تغير في شكل ومساحة الصورة المتكونة على شاشة المجهر الالكتروني ، بينما يسبب التشويه الأخير تغير في شكل الصورة فقط ( Al-Saady and Al-Shummary , 2004 ) .
إن أهم ما تتميز به العدسات الالكترونية المغناطيسية هو دوران الصورة المتكونة حول المحور البصري للعدسة . ويعد هذا الدوران عيبا حلزونيا غير متجانس في المجاهر الالكترونية النفاذة . ويعطى دوران الصورة (, 1972 ; Al-Saady , 2007 Hawkes) بالعلاقة الاتية:
حيث يمثل NI تهيج العدسة (أمبير- لفة ) و Vr فولتية التعجيل المصححة نسبيا.
تم الحصول على صور عديمة الدوران بوساطة استخدام عدسات مغناطيسية مسقطية مزدوجة ، تتكون من عدستين مغناطيسيتين مسقطيتين يكون تهيج العدسة الأولى مساويا ومعاكسا إلى تهيج العدسة الثانية أي ان (NI2- = NI1) من قبل
( ,1978,1976 1974, Mulvey and Juma) .
وقد تمكن ألعبيدي (1991 ) من تصميم عدسة مغناطسية مسقطية عديمة الدوران والتشويه في منطقة التكبير الواطئة بأقطاب اسطوانية الشكل. بينما تمكن ( Al-Saady et al , 1998 ) من الحصول على صور عديمة الدوران والتشويه في منطقتي التكبير الواطئة والعالية بوساطة عدسات مغناطيسية مسقطية مزدوجة باقطاب اسطوانية الشكل أيضا، كذلك استطاع أيضا (1997,Al-Abedeen) إيجاد تصميم لعدسة مغناطسية مسقطية مزدوجة عديمة الدوران وخالية من التشويه ولكن باقطاب كروية الشكل وفي منطقتي التكبير الواطئة والعالية. واستطاع Al-Saady , 2008) ) الحصول على صور عديمة الدوران وخالية من التشويهين في نقطتي التكبير العظميتين الأولى والثانية باستخدام عدسات مغناطسية مسقطية مزدوجة ولكن بأقطاب مخروطية الشكل.
تصميم العدسة:
نظرا لأهمية التشويهيين المذكورين أنفا ، فقد تم في هذا البحث تصميم عدسة مغناطيسية مسقطية مزدوجة بأقطاب متنوعة ( الشكل 1 ) مثل القطب الاسطواني Al-Saady et al , 2005 ) ) والقطب الكروي ( Al-Abedeen , 1997 ) في محاولة للحصول على صورة عديمة الدوران والتشويه في منطقتي التكبير الواطئة والعالية في المجاهر الالكترونية النفاذة . وقد وضع الملف ضمن تركيب حديد العدسة وعلى بعد 3 ملم عن وجه القطب (1983,Juma et al).
ولأجل أن تكون الصور التي تكونها هذه العدسة خالية من الدوران فقد كان تهيج العدسة الاولى مساويا ومعاكسا لتهيج العدسة الثانية أي ان 2(NI)- =1(NI) = 1000 أمبير- لفة ، وهذا يعني ان عدد لفات ملف العدسة الاولى N1 يساوي عدد لفات ملف العدسة الثانية N2 ، والتيار I1 المار في ملف العدسة الاولى يساوي ويعاكس التيار I2 المار في ملف العدسة الثانية.
استخدم في هذا البحث عدة برامج حاسوبية ، مثل برنامج (1988,Lencova) في حساب توزيع كثافة الفيض المغناطيسي المحوري بوساطة طريقة العناصر المتناهية (FEM,Finite element method) (1971,Munro) وكذلك استخدم برنامج (1977,Marai) في حساب الخواص البؤرية المسقطية للعدسة المزدوجة.
النتائج والمناقشة:
يوضح الشكل (2) توزيع كثافة الفيض المغناطيسي المحوري Bz للعدسة المسقطية المزدوجة بعد أن تم تثبيت عرض الفجوة الهوائية للعدسة عند القيمة S=5mm ، والفتحات المحورية عند القيمة D1:D2:D3=2.5:1:1 في منطقة التكبير العظمى الأولى. إذ يلاحظ في هذا الشكل ان مجالي العدسة المزدوجة يكونان في اتجاهين متعاكسين وذلك للحصول على صورة عديمة الدوران، وان القيمة العظمى لكثافة الفيض المغناطيسي Bm للعدسة الأحادية القطب الاسطواني تساوي 0.100 تسلا وتقع على بعد 1mm عن وجه قطب العدسة, بينما تكون القيمة العظمى لكثافة الفيض المغناطيسي Bm للعدسة الثنائية القطب الكروي مساوية لـ 0.274 تسلا وتقع في منتصف الفجوة الهوائية و ذلك لتناظر المجال المغناطيسي.
استخدم توزيع المجال المغناطيسي المحوري المبين في الشكل (2) في حساب الخواص البؤرية المسقطية للعدسة المسقطية المزدوجة عند دخول الحزمة الالكترونية من جهة العدسة الاحادية القطب الاسطواني. حيث يوضح الشكل (3) تغير البعد البؤري المسقطي (Fp) , معامل التشويه الشعاعي (Dr) و معامل التشويه الحلزوني (Ds) كدالة لاعلومة التهيج NI/Vr1/2 . إذ يلاحظ إن القيمة الصغرى للبعد البؤري المسقطي min (Fp) تساوي 65.812 ملم وتقع عند اعلومة التهيج NI/Vr1/2=4 وقد وجد ان قيمتي معاملي التشويهين الشعاعي والحلزوني يصبحان صفرا عند اعلومة التهيج نفسها اعلاه.
وتم أيضا الحصول على صور عديمة الدوران والتشويه في منطقة التكبير العظمى الاولى للعدسة المزدوجة المبينة في الشكل (1) لقيم مختلفة من النسبة D1:D2:D3 والفجوة الهوائية S كما مبين في الجدول (1) .
تم أيضا الحصول على صورة عديمة الدوران والتشويه في منطقة التكبير العظمى الثانية عند الفجوة الهوائية S=1.5mm والنسبة D1:D2:D3=2.5:0.5:0.5 , وقد حسب توزيع المجال المغناطيسي المحوري لهذه العدسة كما موضح في الشكل (4). إذ يلاحظ ان مجالي العدسة المزدوجة متعاكسان للحصول على صورة عديمة الدوران, وان القيمة العظمى لكثافة الفيض المغناطيسي Bm للعدسة الثنائية القطب الكروي تساوي 0.830 تسلا وتقع في منتصف الفجوة الهوائية لتناظر المجال المغناطيسي. بينما تساوي القيمة العظمى لكثافة الفيض المغناطيسي Bm للعدسة الأحادية القطب الاسطواني 0.096 تسلا وتقع على بعد 3ملم عن وجه القطب.
استخدم توزيع المجال المغناطيسي المحوري المبين في الشكل (4) في حساب الخواص البؤرية المسقطية للعدسة المسقطية المزدوجة في منطقة اعظم تكبيرعند دخول الحزمة الالكترونية من جهة العدسة ثنائية القطب الكروي. حيث يوضح الشكل (5) تغير البعد البؤري المسقطي Fp, معامل التشويه ألشعاعي Dr ومعامل التشويه الحلزوني Ds كدالة لاعلومة التهيج NI/Vr1/2 ، يلاحظ أن القيمة الصغرى للبعد البؤري المسقطي min (Fp) تساوي 1.519 ملم وتقع عند اعلومة التهيج15 = NI/Vr1/2 , كما يلاحظ ان قيم كلا من Dr و Ds أصبحت صفرا عند اعلومة تهيج واحدة NI/Vr1/2=17 .
الاستنتاجات:
من نتائج البحث الحالي يمكن التوصل إلى الاستنتاجات الآتية :
تصميم عدسات مغناطيسية مسقطية مزدوجة باقطاب متنوعة الاشكال تعطي صورا عديمة الدوران والتشويه في منطقتي اوطا وأعظم تكبير.
الحصول على صورة عديمة الدوران وخالية من التشويهيين عند اعلومة تهيج واحدة في نقطة التكبير العظمى الأولى مساوية لتلك التي تقع عندها اصغر قيمة للبعد البؤري المسقطي في نقطة التكبير العظمى الاولى.
الحصول على صورة عديمة الدوران وخالية من التشويهيين عند اعلومة تهيج واحدة في نقطة التكبير العظمى الثانية وهذه مقاربة لتلك التي تقع عندها اصغر قيمة للبعد البؤري المسقطي. وفي هذه الحالة لاتوجد خسارة كبيرة في التكبير والتي اهميتها لا تضاهي اهمية التخلص من التشويهيين.
يعد تصميم العدسة المغناطيسية المسقطية المزدوجة ذات الاقطاب المتنوعة الاشكال اول دراسة ناجحة من نوعها كتصميم معد للاستخدام في المجاهر الالكترونية النفاذة.
تحميل الملف المرفق Download Attached File
|
|