基于CST的强流电子枪的电磁聚焦模拟

强流电子枪的工业应用必须具备良好的聚焦性能,静电透镜能够控制电子束的发射和电子束会聚的最小束腰位置,发散后的电子束进入磁透镜需要磁透镜对电子束进行精确聚焦。磁透镜对电子束的聚焦性能受到电子束的尺寸影响,也受到磁透镜中心轴与电子束中心对中和自身磁场径向均匀度的影响。利用CST仿真软件对强流电子枪的静电透镜参数和磁透镜结构进行优化,并总结了相关规律,仿真结果表明增大聚束极的相对偏压,会减小阴极输出的电子束束流大小,但是聚束极对电子束的会聚能力增强,从而电子束最小束腰位置距离阴极的表面距离更近。与开启式磁透镜相比,屏蔽式磁透镜的磁场在中心区域更加集中,磁场强度更大。磁透镜半径越大在轴上的磁通量密度越小,但是磁透镜半径越大在中心产生的径向磁场均匀度越好。磁屏蔽铁壳间隙越大,磁透镜在中心位置的径向磁场分布均匀度越高,磁透镜在中心位置的磁通量密度随着屏蔽铁壳间隙的增大而降低。