基于二次电子发射的Monte Carlo仿真模拟

二次电子发射特性在现代先进真空电子器件中有着广泛的应用,准确测量二次电子的产额数据对进一步确定二次电子发射特性至关重要。然而,目前的实验条件无法保证高真空的实验环境和高精准的测量技术,导致得出的实验数据往往存在着不可避免的误差。因此,利用Monte Carlo计算方法模拟电子束与金属固体的相互作用过程已然成为了一种较为实用的解题方法。此方法是一种基于随机模拟的数值计算方法,通过重复随机采样,根据采样结果计算目标量的期望值,进而得到数值解,它在研究电子运输问题上具有极强的解题能量。模型采用经验Mott散射截面公式来快速描述电子的弹性散射过程,利用介电函数模型来描述电子的非弹性散射过程,从而快速计算出二次电子在金属内部的散射运动轨迹,通过定量分析出二次电子发射产额的影响因素。研究发现,二次电子产额随着入射粒子能量的增加而增加,在一定范围内产额随能量增加的趋势比较明显,但达到一定能量后,产额将趋于饱和。此外,入射角度对二次电子的产额分布也有显著影响。

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。