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微波电子枪外回路耦合度计算与实验研究

高能物理与核物理 2005年第11期29卷 1091-1094页

作者：边晓浩陈怀璧郑曙昕 Derun Li 清华大学工程物理系 LBNL One Cyclotron Road Berkeley CA 94720 USA

在热阴极微波电子枪的研制中,为设计微波腔链与波导的耦合孔,应用Derun Li等提出的“能量方法”进行模拟计算。使用MAFIA计算微波电子枪第3腔与外回路馈电波导之间的耦合度,从而设计连接波导与腔链的耦合孔,使两者之间的耦合度满足需要... 详细信息

在热阴极微波电子枪的研制中,为设计微波腔链与波导的耦合孔,应用Derun Li等提出的“能量方法”进行模拟计算。使用MAFIA计算微波电子枪第3腔与外回路馈电波导之间的耦合度,从而设计连接波导与腔链的耦合孔,使两者之间的耦合度满足需要。该方法的计算结果与实验测量值的差别在10%—30%之间,满足实际加工要求。说明其对于驻波加速腔链与外回路耦合的设计计算是相当有效的。

关键词：耦合度耦合器微波电子枪 MAFIA 模拟计算回路实验馈电波导设计计算能量方法

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独立调谐热阴极微波电子枪实验研究

强激光与粒子束 2013年第3期25卷 737-740页

作者：柏伟黎明王汉斌杨兴繁单李军张浩刘宇沈旭明甘孔银李涛谭志远胡和平陈天才中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

为了研制紧凑型自由电子激光装置,开展自由电子激光太赫兹技术研究,需要研制微波电子枪作为高品质电子束源,为此,中国工程物理研究院研制了独立调谐热阴极微波电子枪。在前期进行了初步热测实验的基础上,通过改进实验环境、优化实验参数... 详细信息

为了研制紧凑型自由电子激光装置,开展自由电子激光太赫兹技术研究,需要研制微波电子枪作为高品质电子束源,为此,中国工程物理研究院研制了独立调谐热阴极微波电子枪。在前期进行了初步热测实验的基础上,通过改进实验环境、优化实验参数,进一步开展大量实验,深入研究了热阴极微波电子枪的热测实验结果。实验结果表明:微波电子枪出口处束流强度可超过500mA,电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化。该热阴极微波电子枪已经应用于紧凑型自由电子激光装置。

关键词：独立调谐腔热阴极微波电子枪

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双微波馈入热阴极微波电子枪实验研究

强激光与粒子束 2015年第9期27卷 267-270页

作者：柏伟黎明王汉斌单李军吴岱王建新刘宇沈旭明中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

中国工程物理研究院紧凑型自由电子激光太赫兹源装置采用了两路微波独立调谐热阴极微波电子枪作为注入器,一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场并引出电子,另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔,两路微波互不耦合。对于这种... 详细信息

中国工程物理研究院紧凑型自由电子激光太赫兹源装置采用了两路微波独立调谐热阴极微波电子枪作为注入器,一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场并引出电子,另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔,两路微波互不耦合。对于这种微波激励方式,微波电子枪首腔的电场相位和幅度在实验中均可调节,因此可以通过实验研究来优化微波电子枪的工作参数,从而减小热阴极微波电子枪的电子反轰效应,提高束流品质。介绍了该热阴极微波电子枪热测实验研究的最新结果,通过BCT测得微波电子枪出口处束流强度超过400mA,电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化,这些指标和实验现象与理论研究结果较为吻合。

关键词：独立调谐腔热阴极微波电子枪实验研究

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独立调谐热阴极微波电子枪电子反轰效应

强激光与粒子束 2013年第B05期25卷 133-136页

作者：柏伟黎明王汉斌杨兴繁单李军张浩刘宇中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

为开展自由电子激光太赫兹技术研究,研制出利用两路微波馈入的独立调谐热阴极微波电子枪,建立了热测实验装置,并进行了束流测试和电子反轰效应的热测实验研究。实验结果表明,该微波电子枪出口处束流强度可超过500mA,电子反轰效应随着首... 详细信息

为开展自由电子激光太赫兹技术研究,研制出利用两路微波馈入的独立调谐热阴极微波电子枪,建立了热测实验装置,并进行了束流测试和电子反轰效应的热测实验研究。实验结果表明,该微波电子枪出口处束流强度可超过500mA,电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化。

关键词：独立调谐腔热阴极微波电子枪反轰效应

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X波段盘圈加速结构热阴极微波电子枪的研究

高能物理与核物理 2005年第7期29卷 700-704页

作者：胡源唐传祥陈怀璧童德春林郁正清华大学工程物理系北京100084

介绍了采用盘圈(DAW)加速结构在11.43GHz下研制的热阴极微波电子枪注入器,分析了注入器中DAW加速结构支撑杆对于微波特性的影响以及加速结构中的模式重叠问题.针对该结构的强腔间耦合以及次临近耦合不能忽略的特点,对其调谐方法进行了... 详细信息

介绍了采用盘圈(DAW)加速结构在11.43GHz下研制的热阴极微波电子枪注入器,分析了注入器中DAW加速结构支撑杆对于微波特性的影响以及加速结构中的模式重叠问题.针对该结构的强腔间耦合以及次临近耦合不能忽略的特点,对其调谐方法进行了分析研究.给出了该长腔链热阴极微波电子枪注入器的物理设计及粒子动力学计算结果,电子能量为5—6MeV,脉冲流强为40mA,电子束发射度为3.4πmm·mrad.该微波电子枪的加工焊接已经完成,文中给出了其冷测结果.

关键词：微波电子枪加速结构热阴极 X波段电子束发射度粒子动力学注入器腔间耦合微波特性计算结果物理设计调谐方法电子能量支撑杆 DAW 流强

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二次发射微波电子枪的倍增特性

强激光与粒子束 2004年第11期16卷 1477-1480页

作者：孙红兵裴元吉谢爱根王荣中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽合肥230029

　利用3DRun程序通过数值模拟计算,对二次发射微波电子枪的束流倍增特性作了研究。用1维模型计算了束流倍增与腔两极间距离以及腔中场强的关系,并详细给出了腔两极间距离为10mm,场强为5 4MV/m时出射电子纵向聚束及能量聚焦过程;利用3DRu... 详细信息

　利用3DRun程序通过数值模拟计算,对二次发射微波电子枪的束流倍增特性作了研究。用1维模型计算了束流倍增与腔两极间距离以及腔中场强的关系,并详细给出了腔两极间距离为10mm,场强为5 4MV/m时出射电子纵向聚束及能量聚焦过程;利用3DRun程序研究了在高频场及粒子束本身空间电荷场的共同作用下,束流在3维运动过程中的倍增特性,计算了出射束流的发射度。通过计算表明:二次发射微波电子枪可以提供低发射度、高流强的电子束。

关键词：二次发射微波电子枪 3维运动空间电荷力

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冷阴极微波电子枪初步研究

强激光与粒子束 2013年第B05期25卷 129-132页

作者：李相坤黎明中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

基于场发射的冷阴极微波电子枪兼具光阴极微波电子枪和热阴极微波电子枪的优点,可望提供低发射度、低能散以及较高流强的电子束,应用于自由电子激光等领域。介绍了这种电子枪的特点,以及在中国工程物理研究院应用电子学研究所的研究进... 详细信息

基于场发射的冷阴极微波电子枪兼具光阴极微波电子枪和热阴极微波电子枪的优点,可望提供低发射度、低能散以及较高流强的电子束,应用于自由电子激光等领域。介绍了这种电子枪的特点,以及在中国工程物理研究院应用电子学研究所的研究进展。场发射通常要求非常高的电场强度,通过对金刚石薄膜进行掺杂,可以降低其有效功函数,从而在相对低的场强下获得足够高的发射电流。结合场发射的特点,从腔型、反轰、加速效率以及束流孔径等方面对冷阴极微波电子枪进行了设计,并给出了初步的设计结果。利用粒子模拟程序对该电子枪的场发射情况进行了模拟,结果表明有望获得发射度很低的电子束团。

关键词：场发射微波电子枪低发射度高流强粒子模拟

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低反轰多腔热阴极微波电子枪物理设计

强激光与粒子束 2009年第10期21卷 1589-1592页

作者：柏伟黎明杨兴繁沈旭明中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

为了开展基于自由电子激光的紧凑型太赫兹源技术研究,获得高品质(强流、低能散、低发射度)电子束,提出了一个低反轰双路微波馈入多腔热阴极微波电子枪的设计方案。用两路独立微波馈入激励微波电子枪,一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极... 详细信息

为了开展基于自由电子激光的紧凑型太赫兹源技术研究,获得高品质(强流、低能散、低发射度)电子束,提出了一个低反轰双路微波馈入多腔热阴极微波电子枪的设计方案。用两路独立微波馈入激励微波电子枪,一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场引出电子,另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔。两路微波互不耦合,通过移相器实现首腔和第2腔之间的相移连续可调。理论模拟结果表明:在一个射频周期内,热阴极微波电子枪的电子反轰功率约8 kW,平均反轰功率仅为1.2 W(重复频率25 Hz和脉宽6μs)。

关键词：电子反轰微波电子枪热阴极太赫兹技术

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多腔微波电子枪聚束腔作用分析

强激光与粒子束 2001年第6期13卷 749-752页

作者：杨兴繁许州刘锡三中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

分析了聚束腔中电场分布及电子的运动过程 ,使用 RUNGE-KUTTA法求出不同腔长时电子的俘获相位及不同初始相位电子的运动轨迹 ,讨论了加聚束段对减小电子反轰的作用。研制的 4+1 /2腔 RF-gun使用首腔和第二加速腔作为聚束段 ,取得了高占... 详细信息

分析了聚束腔中电场分布及电子的运动过程 ,使用 RUNGE-KUTTA法求出不同腔长时电子的俘获相位及不同初始相位电子的运动轨迹 ,讨论了加聚束段对减小电子反轰的作用。研制的 4+1 /2腔 RF-gun使用首腔和第二加速腔作为聚束段 ,取得了高占空因子。

关键词：微波电子枪聚束腔电子反应电场分布作用分析束流动力学