【摘要】：隨著加速器技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)于束流品質(zhì)的要求越來越高,希望可以獲得更高流強(qiáng)、更高亮度的低發(fā)射度束流,所以研究產(chǎn)生高品質(zhì)束流的方法引起了高度重視。金剛石放大光陰極不失為一個(gè)獲得高品質(zhì)束流的好方法。金剛石放大光陰極是指采用光陰極電子槍發(fā)射初級(jí)電子束,而后初級(jí)電子束打到特制金剛石薄膜窗被金屬化的一側(cè),次級(jí)電子束從金剛石薄膜窗被氫化的一側(cè)發(fā)射出來,次級(jí)電子束的流強(qiáng)可比初級(jí)電子束流強(qiáng)高兩個(gè)數(shù)量級(jí),同時(shí)束流的發(fā)射度幾乎不變。本論文中使用熱陰極電子槍發(fā)射初級(jí)電子束,來研究金剛石放大的機(jī)理。論文第一部分主要是在金剛石薄膜對(duì)電子束流強(qiáng)放大的數(shù)值模擬基礎(chǔ)上,對(duì)用于金剛石放大熱陰極實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的能量可調(diào)的柵控電子槍進(jìn)行設(shè)計(jì)。確定電子槍的設(shè)計(jì)指標(biāo)后,在皮爾斯電子槍理論的指導(dǎo)下,利用軟件OPERA設(shè)計(jì)電子槍的結(jié)構(gòu),并通過不斷調(diào)整聚焦極夾角大小、陰極與陽(yáng)極之間的距離、陽(yáng)極孔的大小等方式對(duì)電子槍的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,最終得到合理的電子槍結(jié)構(gòu)。之后在OPERA中進(jìn)行數(shù)值模擬,得到束流流強(qiáng)、束流軌跡、電勢(shì)分布、場(chǎng)強(qiáng)分布等信息,并將電子槍結(jié)構(gòu)導(dǎo)入CST中,得到束流的發(fā)射度。最后通過束斑半徑、束流流強(qiáng)等參數(shù)與電子槍陽(yáng)極電壓之間的關(guān)系,證明設(shè)計(jì)出的電子槍符合實(shí)驗(yàn)要求,可以在金剛石放大熱陰極系統(tǒng)中使用。為了測(cè)量電子槍發(fā)射束流的發(fā)射度,論文的第二部分工作是設(shè)計(jì)一個(gè)橫向發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)。通過理論分析,采用螺線管線圈作為聚焦透鏡,利用軟件ASTRA對(duì)完整的橫向發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬,用分析表達(dá)式算出的發(fā)射度與模擬值較為一致,獲得理想的結(jié)果,說明該發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)可用于測(cè)量電子槍的發(fā)射度。最后對(duì)論文已經(jīng)完成的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹,并指出下一步的工作方向。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL503.3

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本文編號(hào)：2694378