【摘要】：近年來,太赫茲科學技術因其特有的魅力在國際上受到廣泛的關注,針對太赫茲波源的研究是一個熱點方向�；谧杂呻娮邮芗ぽ椛湓淼幕匦芤蚩朔烁哳l結構尺寸與工作波長的共度性,成為了最有可能輸出大功率太赫茲波的器件,得到了蓬勃發(fā)展。本文中所研究的雙陽極磁控注入電子槍,是為0.65 THz二次諧波回旋管提供發(fā)射電子的源,因回旋管高頻腔截止半徑僅1.3 mm,要求的電子注平均引導中心半徑為1 mm,回旋管對電子注的要求比較高,速度離散和引導中心半徑離散不能太大,否則會嚴重影響互作用效率,引導中心半徑離散太大時,電子注甚至會被陽極截獲而無法進入高頻腔。本文的主要研究內容為:1、基于角動量守恒定理和絕熱壓縮理論,分析、推導和總結了一組用于計算電子槍初始結構參數的方程組。為了加快優(yōu)化速度,在理論上分析了影響電子注速度比、速度離散和電子注厚度的相關因素,同時也為模擬仿真的結果提供分析依據。根據電子槍初始結構參數,進行PIC模擬仿真,分析總結了各種參數對電子注性能影響的規(guī)律,最終得到性能良好的電子槍,其發(fā)射的電子注速度比為1.28,速度比離散為3.8%,橫向速度離散為1.46%,縱向速度離散為2.25%,平均引導中心半徑為1 mm,滿足0.65 THz二次諧波回旋管對電子注的要求。2、電子注落點的研究對于收集極位置和功率容量的設計至關重要,本文通過簡化高頻互作用結構,模擬陰極發(fā)射出的電子注經過注波互作用過程最終落到收集極上。3、電子槍的模擬仿真,是為了投入試驗測試,為互作用提供電子源,但因為加工工藝水平的限制,加工出來的電子槍與模擬仿真的會存在一定偏差,所以本文還考慮了因為加工精度帶來的結構偏差對電子注性能的影響,還模擬了在回旋管熱測實驗中尋找最佳工作點時調節(jié)電壓電流對電子注的影響,最終給出了電子槍的設計參數。根據電子槍設計參數成功加工出了雙陽極磁控注入電子槍,并用于0.65 THz二次諧波回旋管熱測實驗,通過實驗測試,找到了回旋管的一個最佳工作點,輸出功率為2.03 kW,效率為6.7%,通過實驗結果,證明了所設計的電子槍的有一定的參考意義。
【圖文】：

電磁波波譜圖

各種真空電子器件回旋管因高頻率、大功率等獨特的優(yōu)勢受到科研人員的青睞，在太赫茲源的研
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN12

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本文編號：2684244