Досліджено розвиток методів оптимізації нелінійних процесів формування пучка в ядерному скануючому мікрозонді (ЯСМЗ). Розвинено формалізм опису нелінійної динаміки фазових множин у зондоформувальних системах (ЗФС) двох типів: мікрозонда та прожектора. Показано, що зростання величини нелінійності ЗФС призводить до принципового обмеження застосування таких систем у ЯСМЗ для задач мікроаналізу. Формалізовано задачу оптимізації процесу формування пучка в ЗФС у вигляді задачі нелінійного програмування. Розв'язок задачі оптимального формування пучка в нелінійних ЗФС на базі параметричних мультиплетів магнітних квадрупольних лінз (МКЛ) дозволяє визначити межову роздільну здатність такого класу систем. Розроблено концепцію компактного ЯСМЗ на базі імерсійної ЗФС, у якій у процес формування пучка включена прискорювальна трубка електростатичного прискорювача. Проведено оптимізацію нелінійного процесу формування пучка в імерсійній ЗФС. Розроблено інтегрований дублет МКЛ нового типу, який дозволяє розв'язати задачу, пов'язану з точним юстуванням лінз у розподілених квадрупольних ЗФС. Створено експериментальну установку ЯСМЗ, у якій застосовано оптимізовану розподілену ЗФС із двома інтегрованими дублетами МКЛ. Одержано експериментальні профілі виходу вторинної електронної емісії за сканування пучком каліброваної мідної сітки, на підставі обробки яких визначаються розміри зонда. Розглянуто два підходи обробки профілів: у припущенні гаусового розподілу щільності струму в зонді та теоретичному розподілі, одержаному в результаті розв'язку задачі динаміки фазової множини в нелінійній ЗФС. Показано, що теоретичний профіль найбільш точно описує експериментальні результати. Це дозволяє стверджувати про адекватність теоретичної моделі нелінійних процесів формування пучка в ЗФС ЯСМЗ.

  Скачати повний текст