低发射度C波段光阴极微波电子枪设计与优化

作     者：王琳 方文程 赵振堂 WANG Lin;FANG Wencheng;ZHAO Zhentang

作者机构：中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 上海同步辐射光源上海201204 中国科学院上海高等研究院上海201204 

基　　金：国家重点研发计划(No.2018YFF0109203) ANSO联合研究合作专项(No.ANSO-CR-KP-2020-16)资助 

出 版 物：《核技术》 (Nuclear Techniques)

年 卷 期：2021年第44卷第6期

页      码：26-34页

摘      要：自由电子激光(Free Electron Laser,FEL)对电子束的发射度有极高的要求。近年来,可产生短电子束团并且具有高亮度性质的电子枪,是研发高性能FEL的核心部分,也是重要挑战与研究热点。一个很有前景的方向是提高微波电子枪(RF电子枪)内的加速梯度。提高现有电子枪的梯度,需要对电子枪微波场的优化、螺线管的设计和束流初始分布设置有全新的方案。为了解决这个需要多参数协调优化的问题,本文基于上海软X射线自由电子激光装置,率先从空间电荷力、加速电场与发射度补偿的角度,系统地分析和探索了高梯度C波段光阴极电子枪升级的设计与优化的方法。用ASTRA程序,对电子枪内不同电场强度对束流动力学的影响进行了模拟。详细分析了发射度补偿原理,对螺线管的主副螺线圈电流比进行优化,并研究了初始束团分布对发射度的影响。模拟结果表明:采用优化的电场强度、螺线管的主副螺线圈电流比与初始束团分布,电子枪输出束团的发射度有显著改善,满足FEL光源对于电子枪低发射度的要求。

主 题 词：光阴极 电子枪 发射度 空间电荷力 

学科分类：08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0827[工学-食品科学与工程类] 082701[082701] 0703[理学-化学类] 1009[医学-法医学类] 0702[理学-物理学类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.060201

馆 藏 号：203103581...