S波段束流相位探测腔与偏心式波导耦合预聚束器的设计

设计了工作于S波段的波导耦合型预聚束器和束流相位探测腔.为了增加功率容量,预聚束器采用波导耦合机制代替了传统的同轴耦合环耦合,而偏心圆结构的设计能够补偿因耦合窗口的引入导致的径向电场不对称,进一步改善了强流束流品质.预聚束器设计指标与测试结果：耦合系数1.73,空载品质因数2195,腔体谐振频率的可调范围为2854.55～2856.9MHz.为实现测量束流相对射频脉冲的时间,进行强流输入功率补偿,选择了能够在线进行束流相位实时测量的束流相位探测腔,采用旋转对称结构,并通过两个同轴耦合环提取束流通过时激发的感应信号,作为直线相控系统的参考信号.束流相位探测腔设计与测试结果：空载品质因数2392,3dB带宽为2.05MHz,腔体谐振频率的可调范围为2805.45～2809.45MHz.所有器件的仿真设计与测试结果基本一致.

束腔共振场预聚束器

提出一个可用于射频加速装置预聚束的新机理，即束腔共振场聚束。它要求满足三个条件：（１）电子束重复频率与预聚腔特征频率之间要有可观的失谐；（２）失谐量为负，即预聚腔频率要偏高；（３）腔体材料为高阻抗导体。在中国原子能院的相应装置上实现了这个机理，不用任何外加射频功率源，将重复频率为１０８．３３ＭＨｚ的电子束团由初始３ｎｓ，２Ａ流强压缩为１ｎｓ，４Ａ流强。

强流射频电子直线加速器中的分频预聚束器的研制

本文介绍了中国原子能科学研究院FEL工程中的分频预聚束器的物理设计、加工、特性参数测量情况。研制结果表明,理论设计与参数测量的结果基本符合。

用于远红外FEL的直线加速器物理模拟计算

波长在２００μｍ附近的自由电子激光对电子束品质有特别要求，不仅要求较长的束流微脉冲，而且对流强、能散度以及束流参数对加速器噪声的稳定性等都有很高的要求。我们采用ＰＡＲＭＥＬＡ程序，对一台由１０８ＭＨｚ分频预聚束器、９腔１３００ＭＨｚ聚束加速段和９腔１３００ＭＨｚ加速段组成的加速器进行了大量模拟计算，得到了满足ＦＥＬ要求的物理设计方案和对加速器各部件稳定性的要求指标。

L波段强流单束团注入器的束流动力学计算

自由电子激光器要求高亮度、低能散度的电子束注入波荡器(Undulator)。本文叙述提供高亮度电子束的高频电子直线加速器中的注入器部分的设计计算。注入器由L波段(1300MHz)的十二分频和三分频两个谐振腔预聚束器和一个基波频率的变相速聚束器组成。粒子运动方程中考虑了空间电荷效应和束流负载效应。电子枪的注入参数:脉冲宽度T=4ns;电流I=5A;电子的初始动能E_0=100keV;电子束分布为高斯型。参数优化设计结果:单束团宽度小于25ps,峰值电流达400A以上,电子的平均归一化能量>4,束团内的能量差小于200keV。