325 MHz微波栅控高压型热阴极电子枪的设计研究

高重复频率、高平均流强的电子枪具有十分广泛的应用。设计了一台束团重复频率为325 MHz在CW模式工作的微波栅控高压型热阴极电子枪,并详细论述了该类型微波栅控电子枪的实验原理。在该类型电子枪的设计中,首先需要利用仿真模拟软件EGUN、POISSON(PoissonSuperfish)、GPT(General Particle Tracer)完成300 kV直流高压电子枪的结构设计,并进行束流动力学验证计算。为将微波馈入该直流电子枪的阴栅极之间,进行了该微波栅控电子枪的供电系统设计,完成了从射频功率源到同轴热阴极的阻抗匹配方案,设计了一种325 MHz双模式同轴供电器件,并进行了验证与分析。

一种微波栅控直流电子枪初步物理设计

红外波段自由电子激光的小信号增益大小以及饱和功率对束流的能散非常敏感。为满足远红外自由电子激光对能散的要求,在合肥光源栅控直流高压电子枪的基础上,模拟了一种热阴极微波栅控直流高压电子枪。微波栅控直流高压电子枪采用微波栅控的方法,控制和压缩阴极引出电子束团的长度。再通过直流高压对电子加速后,在电子枪的出口可以得到量级为几十皮秒的束团。本文使用SUPERFISH、POISSON分别进行栅控微波场与高压电场优化计算,PARMELA(Phase And Radial Motion in Electron Linear Accelerators)进行束流跟踪与分析,得到一组能满足红外自由电子激光需求的电子枪参数。

用于新一代CT系统的热阴极栅控电子枪

新一代的CT系统需要多个电子源以取代原有机械式结构。本文介绍了这样用途的一种热阴极栅控电子枪的物理设计、工艺制造及发射性能测试。发射电流设计为高于100 mA,脉冲宽度100μs,重复频率100 Hz。测试中使用可以提供1.8 kV阳极高压的直流电源,可调范围-60~200 V的栅控电源。计算仿真和优化已在设计阶段进行,包括电子枪结构设计和热设计。文中介绍了电子枪的发射测试结果及运行状况,测试中热阴极的发射电流密度高于9.04 A/cm^2,电子枪的发射电流高于490 mA。基本测试结果表明,该电子枪在设计、制造和运行中所有主要指标是完全满足要求的。

宽范围高精度电子枪系统的设计与验证

“空间环境地面模拟装置”是“十二五”国家重大科技基础设施项目,针对其子项目“低能电子加速器及束线”中辐照加速器的要求,在原有二极电子枪基础上增加了控制栅极。使用CST Particle Studio仿真研究了电子枪部分结构参数变化对引出束流强度的影响,设计出产生50 mA高品质束流的电子枪,并用PBGUNS(Particle Beam GUN Simulation)软件对设计结果进行验证。最后在电子枪实验平台上检验了电子枪结构参数变化对引出束流强度的影响规律,并对电子枪结构进行了优化。结果表明优化后的电子枪能够以阴极初级加热电压作粗调、栅极电压作细调的方式引出1μA~50 mA高品质电子束。

文摘

本报告报导了S波段中功率行波管交叉調制效应的測量結果。管子同时加两个頻率为2.15和3.80千兆赫的单色輸入信号,研究了交叉調制与其中一信号非綫性失真之間的关系,并发現其結果与理論分析极良好地一致。在两个信号情况下。