CPO 软件：阴极建模功能说明

在 CPO2DS 和 CPO3DS 软件中，用户可以便捷地定义阴极。构成阴极的 N 个分段即为分段列表中的前 N 个分段。每个阴极分段中部发射一条射线。因此，阴极可以具备任意形状、尺寸或电位，且参数易于修改。

阴极定义之所以简便，源于边界元方法极其适合于处理阴极及空间电荷问题。

可用的阴极类型

CPO2DS 和 CPO3DS 支持以下阴极类型：热阴极、场致发射阴极以及扩展肖特基发射阴极，所有类型均包含非零温度的影响。

此外，软件还提供特殊的“用户自定义阴极”版本。该版本的二维及三维空间电荷程序允许用户定义新型或不常规阴极的发射特性。例如，用户可以定义随位置变化的热阴极温度，或新型的冷场发射体、肖特基发射体（如绝缘体）。

与常规版本相同，阴极被划分为多个分段，每个分段中部起始一条射线。每条射线开始时，程序会将阴极分段的位置、其表面电场的强度与方向等信息传递给用户提供的子程序。该子程序随后返回发射电流密度信息。射线以常规方式进行追踪，并自动处理空间电荷效应。

用户自定义阴极的两种类型

用户自定义阴极分为两种类型，区别在于阴极前方空间电荷是否显著。

• 一类（数据构建器中称为 type 1）：用户可定义随位置变化的热阴极温度等参数，程序将自动处理空间电荷。

• 二类（type 2）：用户可处理新型冷场发射体或肖特基发射体（如绝缘体）等情况。类型选择在数据构建器中完成。

CPO 软件包包含二维和三维的示例（使用 C++ 编写），为用户进一步编辑提供了便捷的起点。简要说明如下：

• 对于一类阴极，示例子程序处理一个平坦且满足 Child 定律的热阴极。

• 对于二类阴极，示例子程序处理常规的冷场发射。

用户可提供数据文件来定义参数，例如热阴极的顶峰电流密度或场发射阴极的功函数。当前示例中未使用外部数据文件，而是直接采用在数据构建器中输入的值。

交互界面中的颜色选择

在二维程序中，用户可以在交互阶段通过点击“Pallet”并按照指示编辑来选择射线和等值线的颜色。在三维程序中，用户还可以选择电极的颜色。