光陰極微波電子槍是為電子加速器提供電子源的一個常用裝置。加速器裝置粒子束流運行的參數(shù)和穩(wěn)定性依賴于電子源的性能。對于絕大多數(shù)的電子加速器裝置來說，產(chǎn)生高品質(zhì)電子束流是一個重要的核心任務。光陰極微波電子槍相對于其他電子槍來說，具有高的加速梯度，以及提供高品質(zhì)束流。目前國內(nèi)外大部分自由電子激光以及最新的超快電子衍射和超快電子顯微鏡裝置上的電子槍都是光陰極微波電子槍。本文介紹的光陰極微波電子槍屬于BNL/KEK/SHI型1.6cell電子槍。采用了多種對稱的結(jié)構(gòu)設(shè)計有效地去除了極化模式的影響。結(jié)構(gòu)上的設(shè)計包括采用軸向耦合的方式去除了半腔上的激光孔，在整腔上與耦合有對稱關(guān)系的位置有三個對應的真空孔結(jié)構(gòu)。通過仿真模擬軟件分析這些結(jié)構(gòu)有效的去除了二極模、四極模的比重。對電子槍的Q值和分路阻抗等參數(shù)進行了優(yōu)化，提升了微波電子槍的性能。并且進行了系統(tǒng)的電子槍的頻率調(diào)諧和場分布分析實驗。根據(jù)諧振腔的測量理論做了大量而完整的微波測量實驗，對實驗結(jié)果進行了細致的分析總結(jié)了微波電子槍的加工設(shè)計和工藝問題。本文還對雙頻微波電子槍進行了系統(tǒng)深入的理論研究。完成了2998/8994MHz雙頻微波電子槍的二維設(shè)計。設(shè)... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 光陰極微波電子槍的應用
        1.1.1 自由電子激光
        1.1.2 超快電子顯微鏡
        1.1.3 其他領(lǐng)域應用
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文內(nèi)容
第二章 光陰極微波電子槍理論
    2.1 微波電子槍中的束流動力學分析
        2.1.1 電子在微波電子槍中的縱向運動
        2.1.2 電子在微波電子槍中的橫向運動
    2.2 微波電子槍中的發(fā)射度分析
        2.2.1 發(fā)射度的來源和定義
        2.2.2 空間電荷效應引起的發(fā)射度
        2.2.3 RF 效應引起的發(fā)射度和熱發(fā)射度
    2.3 發(fā)射度補償技術(shù)
    2.4 諧振腔的微擾理論
第三章 S 波段光陰極微波電子槍設(shè)計
    3.1 光陰極微波電子槍波參量介紹
    3.2 電子槍腔體的 SUPERFISH 2D 設(shè)計
        3.2.1 SUPERFISH 設(shè)計方法方案
        3.2.2 腔型優(yōu)化設(shè)計與結(jié)果
        3.2.3 SUPERFISH 設(shè)計分析
    3.3 光陰極微波電子槍 CST 三維設(shè)計
        3.3.1 CST 軟件介紹
        3.3.2 模擬設(shè)計以及優(yōu)化
        3.3.3 模擬結(jié)果以及分析
    3.4 模擬結(jié)果以及分析
第四章 光陰極微波電子槍的加工與冷測實驗
    4.1 光陰極微波電子槍的加工
        4.1.1 加工 CAD 設(shè)計
        4.1.2 加工工藝和方法介紹
    4.2 光陰極微波電子槍焊接前腔體冷測實驗
        4.2.1 調(diào)諧目標、方法和實驗條件介紹
        4.2.2 冷測方法介紹
    4.3 微波測量
        4.3.1 頻率測量
        4.3.2 Q 值測量
        4.3.3 耦合度的測量
        4.3.4 場分布測量
第五章 雙頻微波電子槍研究
    5.1 雙頻微波電子槍的設(shè)計
        5.1.1 雙頻微波電子槍的原理介紹
        5.1.2 雙頻微波電子槍設(shè)計介紹
    5.2 雙頻微波電子槍的束流動力學模擬
        5.2.1 雙頻微波電子槍中的電子能量
        5.2.2 雙頻微波電子槍對發(fā)射度的改善
        5.2.3 雙頻微波電子槍對能量相空間的改善
    5.3 雙頻微波電子槍中的發(fā)射度補償過程
        5.3.1 發(fā)射度補償中的參數(shù)設(shè)置
        5.3.2 發(fā)射度補償中的諧波設(shè)置
        5.3.3 諧波補償在束團壓縮中的應用
        5.3.4 雙頻微波電子槍對束團壓縮優(yōu)化模擬
第六章 總結(jié)
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于LabVIEW微擾法場分布測量系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 張鶴,楊柳,王芳,林林,朱鳳.  核電子學與探測技術(shù). 2012(01)

碩士論文
[1]多端口矢量網(wǎng)絡分析儀的校準與修正[D]. 袁春花.南京航空航天大學 2012
[2]Ka波段集成T/R組件研究[D]. 原象濱.電子科技大學 2011



本文編號：3214945