【摘要】：華中科技大學(xué)(HUST)開展了基于直線加速器的可調(diào)諧、高功率THz源研究。微波功率系統(tǒng)是直線加速器的重要組成部分,電子加速所需的能量依靠微波功率系統(tǒng)提供,其穩(wěn)定性關(guān)系到電子束的束流品質(zhì),并最終影響太赫茲輻射的波長(zhǎng)以及輸出功率。為提高調(diào)束效率,設(shè)計(jì)出基于電子束能量最大化的自適應(yīng)微波調(diào)節(jié)程序和基于能散度最小化的自適應(yīng)微波優(yōu)化程序。輸入微波功率的相位和幅值決定電子束能量及束流品質(zhì),故在波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)中加入可變移相器、可變衰減器,基于Lab VIEW編寫程序遠(yuǎn)程控制移相器、衰減器的調(diào)節(jié)。自動(dòng)調(diào)束程序是在已知當(dāng)前微波功率的前提下設(shè)計(jì)的,在檢波管標(biāo)定的基礎(chǔ)上利用插值法測(cè)量功率,利用IQ解調(diào)的方式測(cè)量相位,基于LabVIEW編寫功率測(cè)量系統(tǒng)。此外,束流的優(yōu)化需要將束測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⒉üβ蕼y(cè)量系統(tǒng),故用TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)二者通信。加速管中的束流負(fù)載效應(yīng)影響加速管內(nèi)電磁場(chǎng)分布以及耦合進(jìn)加速管功率,從功率流方程出發(fā),推導(dǎo)出瞬時(shí)束流負(fù)載效應(yīng)一般解的解析式。在仿真得到HUST-FEL加速管參數(shù)的基礎(chǔ)上,求出電子束不同注入時(shí)間因束流負(fù)載效應(yīng)造成的能量損耗。在上述分析基礎(chǔ)上,調(diào)束時(shí)設(shè)置合理的電子槍和微波功率源時(shí)序獲得最大能量增益,從加速器等效電路出發(fā)進(jìn)一步分析了微波功率自洽分配過(guò)程中欠耦合、臨界耦合、過(guò)耦合三個(gè)階段。微波功率穩(wěn)定性影響束流穩(wěn)定性。從理論出發(fā)分析了對(duì)微波功率、相位測(cè)量的精度造成影響的因素,并對(duì)調(diào)制器高壓抖動(dòng)、微波功率源頻率不穩(wěn)以及波導(dǎo)溫度變化對(duì)束流品質(zhì)造成的影響作了分析。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL53

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本文編號(hào)：2637627