Работы, посвященные памяти Ю.К. Голикова. Рубрика в журнале - Научное приборостроение
Статья научная
Bessel functions with pure imaginary index (order) play an important role in corpuscular optics where they govern the dynamics of charged particles in isotrajectory quadrupoles. Much more important role Bessel functions with pure imaginary index play in mathematical physics as solutions to Laplace’s equation by method of variable separation in cylindrical coordinates. Also it was shown recently that such functions appear as solutions to Lame’s equations which are used to characterize the displacement fields in semiconductor nanostructures. But there is no concrete algorithm that computes Bessel functions with pure imaginary order despite the fact that they were discovered long ago. In this paper an algorithm which can be used for the computation of the normal and modified Bessel functions with pure imaginary index is proposed. The developed algorithm is very fast to compute and for small arguments converges after a few iterations.
Бесплатно
Анализирующие свойства электростатического ионного ускороителя
Статья научная
Рассмотрены фокусирующие свойства простого времяпролетного масс-спектрометра, ионно-оптический тракт которого не содержит рефлектора ионов. Высокие значения разрешающей способности и чувствительности достигаются тем, что электростатический ускоритель ионных пакетов выполнен в виде системы внешних по отношению к ионному потоку электродов, формирующих неоднородное электростатическое поле, которое наряду с ускорением осуществляет одновременно высококачественную времяпролетную и пространственную фокусировки ионных пакетов непосредственно на входную плоскость детектора ионов.
Бесплатно
Аналитическая техника при решении трехмерных задач электронной оптики
Статья научная
В работе описана техника аналитических вычислений для расчета трехмерных полей системы электродов сложных форм и поля объемного заряда пучков частиц. Дан анализ сингулярностей интегральных представлений потенциала и напряженности поля и приведено решение практической задачи расчета пушки мощного клистрона с плоским пучком.
Бесплатно
Высокочастотные электромагнитные поля с архимедовыми свойствами
Статья научная
В работе исследуется учет максвелловских поправок для высокочастотных электрических полей с архимедовыми свойствами. Показано, что существуют такие аналитические решения уравнений Максвелла, которые можно использовать для архимедовой транспортировки заряженных частиц. Важным моментом является то, что указанные электромагнитные поля реализуют аналитически точную архимедову транспортировку заряженных частиц, в том числе при наличии и существенном воздействии на движение заряженных частиц добавок к электромагнитному полю, вытекающих из уравнений Максвелла.
Бесплатно
Ионная ловушка с суперпозицией линейных высокочастотных и однородных статических электрических полей
Статья научная
На основе ионно-оптических систем с плоскими дискретными электродами разработана ионная ловушка monotrap с суперпозицией линейных высокочастотных и однородных статических электрических полей с монополярным пространством удержания ионов. С использованием концепции псевдопотенциала исследованы траектории движения во время ввода и удержания ионов. Показано, что свойства monotrap позволяют использовать ее в качестве измерительной ячейки масс-спектрометров с преобразованием Фурье.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время в большинстве корпускулярно-оптических устройств с магнитным полем используются магниты на основе магнитомягких материалов. Использование же сверхпроводящих магнитов ограничено, как правило, простейшей формой, в которой сечением магнита является окружность. Создание сверхпроводящих магнитных систем более сложной формы может в ряде случаев, особенно в устройствах по управлению пучками легких ионов (с энергиями до нескольких сотен МэВ) для лучевой терапии [1], заменить тяжелые магниты на основе цельных сердечников более легкими и имеющими в пять раз более сильное поле системами на основе сверхпроводящих обмоток, которые, как показано в статье, обладают существенно иными краевыми полями, чем поля традиционных магнитных систем.
Бесплатно
Об одном методе расчета электростатических полей с осевой и трансаксиальной симметрией
Статья научная
Предложен метод расчета осесимметричных и трансаксиальных полей, основанный на разбиении потенциала на два слагаемых. Основное слагаемое является гармонической функцией двух переменных η = ln(ρ / ρ 0) и z, удовлетворяющей заданным граничным условиям. Гармоническая составляющая потенциала находится аналитически с помощью методов теории функций комплексной переменной. Второе слагаемое является решением неоднородного уравнения с нулевыми граничными условиями Дирихле и может быть найдено численно с необходимой точностью.
Бесплатно
Особенности структуры семейства траекторий на плоскости и фокусировка пучков заряженных частиц
Статья научная
Исследованы особенности структуры пучка траекторий заряженных частиц в электростатическом поле с точки зрения теории катастроф и характеристик волнового фронта семейства траекторий. Установлены типы каустик вблизи плоскости фокусировки в зависимости от порядка фокусировки. Дана классификация особенностей в терминах теории катастроф.
Бесплатно
Статья научная
Получены аналитические выражения для двумерного потенциала электростатического поля пятиэлектродного бессеточного зеркала. Проанализированы различные методы расчета траекторий заряженных частиц в таких зеркалах. Рассмотрено поведение пучков и рассчитаны приборные характеристики времяпролетного масс-спектрометра на основе предложенного зеркала.
Бесплатно
Статья научная
Использование метода осреднения для расчета статических возмущений анализатора Orbitrap позволяет детально изучить влияние различных неточностей изготовления и задания напряжений на частоту осевых колебаний ионов и на разрешение по массам. Показано, что сдвиг электродов относительно друг друга приводит лишь к возмущениям более высокого порядка малости, в то время как неточность изготовления самих электродов и наличие щели для ввода ионов являются ключевыми факторами, определяющими разрешающую способность анализатора. Приведены примеры взаимной компенсации влияния различных отклонений от идеальности поля.
Бесплатно
