X波段同轴腔多注速调管的研究

开展了具有同轴谐振腔互作用电路和双模工作杆控电子枪的X波段同轴腔双模多注速调管的研究工作.结合数值计算和冷测实验,对工作于TM₃₁₀高次模的同轴谐振腔模式分布和特性参数进行研究,获得了可满足多注速调管要求的谐振腔特性阻抗和良好的模式稳定性.采用具有双控制极的新型杆控多注电子枪及电子光学系统,可使多注速调管具有双模的新工作特性,通过数值模拟获得了优化的几何参数和具有良好层流性和波动性的空心多电子注.对采用6个电子注和5个谐振腔的X波段多注速调管进行了注波互作用大信号计算,结果表明当电子注电压为21.5kV,脉冲电流为14.4A时,可在30MHz频带范围内获得的100kW左右的脉冲输出功率,互作用效率大于30%,增益大于36dB.     

X 波段高功率连续波速调管设计

本文给出了X 波段250kW 连续波速调管电子枪及注-波互作用系统的设计。注-波互作用系统由6 个腔组成,一 维大信号程序计算结果表明互作用效率大于50%,增益大于50dB。设计的电子枪导流系数1.0μp,采用电磁线包聚焦系 统,优化计算得到电子注填充比0.6,电子注波动小于6%。     

P波段高效率多注速调管的设计与计算

为了减少大科学装置的能耗和运行成本,高能粒子加速器对微波功率源的效率提出了更高的要求。本文介绍了新设计的P波段0.9 MW多注速调管的研究进展。为了在较短的互作用长度下获得更高的效率,该速调管采用新电子注群聚方法-CSM。此P波段速调管采用6个电子注,电子注电压为62 kV,电子注总电流为18 A,阴极负载小于0.5 A/cm²。该速调管高频互作用系统包括7个谐振腔,其中包括一个二次谐波腔和一个三次谐波腔。仿真计算表明其输出功率可达0.9 MW,效率为80.6%,增益为40.6 dB,互作用长度为133 cm。文章给出了该多注速调管的设计模型和仿真结果,为今后设计高效率多注速调管提供了参考和借鉴。     

X波段100kW宽带大功率多注速调管

介绍了一种X波段宽带大功率多注速调管。该速调管工作于TM220高次模式,采用四组28个电子注栅控电子枪结构,为保证整管的输出带宽及增益采用多腔参差调谐结构高频段及多级滤波器输能系统,为实现满工作比7%工作采用电磁线包聚焦。测试结果其输出带宽达到300MHz,峰值输出功率达到100kW,平均输出功率达到7kW。     

W 波段带状注速调管注波互作用系统的研究

带状注速调管是采用宽高比值很大的薄矩形注来降低空间电荷效应,采用特殊的高频结构来增加功率容量,从而使注波互作用效率得到提高的一种新型微波电真空器件。本文基于PIC 粒子模拟软件,建立了专门用于计算带状注速调管注波互作用过程的三维设计平台,并应用该平台完成了W 波段带状注速调管注波互作用系统的初步设计,获得了清晰的物理图像和具有参考意义的模拟设计结果。模拟结果表明,在电子注电压为140 kV,电流为15 A 时,该速调管可以获得大于573 kW 的输出功率、27.8 dB 的增益和大于27.3%的效率。     

W波段带状注速调管多间隙腔高频结构及其特性

通过对W波段带状注速调管的哑铃型谐振腔特性进行分析,利用三维高频仿真设计软件CST-MSW建立了单间隙、三间隙、五间隙腔的物理模型,详细分析了不同结构尺寸对于高频系统相关冷参数的影响,优化得到了相应的高频结构及其特性参数,以此作为开发的二维注波互作用程序SBK.2D快速计算的高频输入参数.同时,为了结合注波互作用系统的热参数三维仿真设计,采用MAGIC-3D对多间隙腔的高频特性及参数进行了仿真计算,得到的结果与CST冷参数设计基本一致,为W波段带状注速调管注波互作用系统的设计提供了重要参数和依据.     

X 波段带状电子注速调管电子枪组件热分析

使用ANSYS 仿真和热膨胀实验的方法进行了X 波段带状电子注速调管电子枪组件热分析,计算了电子枪组件的热分布和热形变,在动态实验台上完成聚束极阴极组件的热膨胀实验,将仿真和实验相验证得到了满足工程设计要求的重要热力学数据,为X 波段带状电子注速调管电子枪结构的精确设计、优化和实际制管提供了依据。     

一种宽带大功率多注速调管的研制

介绍一种宽带大功率多注速调管研制方法，采用阴调多注电子枪、反转周期永磁聚焦、TM₁₁₀基模多注谐振腔等技术。测试结果表明，工作带宽达到342 MHz,脉冲输出功率大于120 kW,增益大于43 dB,效率大于30%,寿命超过2 000 h。     

X 波段50MW 高功率速调管注波互作用系统的研究

高功率X 波段速调管必须依靠高性能的注波互作用段来实现,互作用段的作用是使入射的连续电子注逐步 转化为分离的群聚块,之后在通过输出腔的过程中,间隙电场使群聚块减速将电子的动能转化为微波能量向外输出。 速调管的注波互作用段由一组性能参数各不相同的谐振腔组成,各腔的谐振频率、品质因数、特性阻抗以及沿轴线的 分布位置等均对整管的效率、增益和输出功率有直接的影响。我们首先使用基于圆环模型的2.5 维注波互作用程序通 过反复优化找到了一组基本参数,随后在CST 中建立了三维仿真模型对该结构进行了验算,实际计算表明在电子注 电压和电流分别为440kV 和350A 时,速调管的输出功率大于50MW,所得结果满足设计要求。     

FDTD方法及其在多注电子光学系统研究中的应用

采用时域有限差分(FDTD)方法对L波段100 kW多注速调管的单个电子枪进行三维模拟计算,通过设置最小网格尺寸和发射时间间隔,得出的电流和导流系数与采用EGUN等软件计算的结果相一致,通过从MAFIA中导入三维磁场数据,模拟了位于径向不同位置处电子注通道的电子轨迹,研究发现在磁场均匀性较好的情况下,位于径向不同位置处的电子轨迹相差很小,同时讨论了如何减少模拟时间的问题.本文最后计算了多个注的电子枪,求得了电流值和导流系数,从中导入数据可以分段模拟多注速调管高频互作用段的注波互作用,以及收集极区域的电子发散.     

蒸发台电子枪组件故障的检查与维修

分析了蒸发台电子枪组件故障的原因，从维修的角度重点讨论了电子枪组件故障检查和排除的方法。     

毫米波带状注电子枪的设计方法

利用理论分析和仿真模拟相结合的方法对带状电子注的产生进行了系统的研究,并提出了一种带状注电子枪的设计方法.首先通过理论分析,提出了一种计算带状注电子枪结构参数的迭代算法,即根据注电压、注电流、电子注注腰处半厚度、阴极半厚度和阴极宽度,计算出带状注电子枪的阴极柱面半径、阴阳极间距、阳极柱面半径和射程等主要参数;在此基础上,通过仿真模拟,为毫米波真空电子器件设计了一种带状注电子枪.     

电子束光刻在纳米加工及器件制备中的应用

电子束光刻技术是推动微米电子学和微纳米加工发展的关键技术,尤其在纳米制造领域中起着不可替代的作用。介绍了中国科学院微电子研究所拥有JEOLJBX5000LS、JBX6300FS纳米电子束光刻系统和电子显微镜系统的电子束光刻技术实验室,利用电子束直写系统所开展的纳米器件和纳米结构制造工艺技术方面的研究。重点阐述了如何利用电子束直写技术实现纳米器件和纳米结构的电子束光刻。针对电子束光刻效率低和电子束光刻邻近效应等问题所采取的措施;采用无宽度线曝光技术和高分辨率、高反差、低灵敏度电子抗蚀剂相结合实现电子束纳米尺度光刻以及采用电子束光刻与X射线曝光相结合的技术实现高高宽比的纳米尺度结构的加工等具体工艺技术问题展开讨论。     

Calibration algorithms for an electron beam metrology system

This paper discusses the general deflection system calibration problem that occurs in electron beam lithography and metrology systems.These systems generally have an X, Y stage whose position can be measured, but not set to a high degree of accuracy.The calibration problem involves aligning the coordinate system associated with electron beam deflection system to that of the X, Y stage, and measuring the deflection system sensitivity.Current commercially available examples of these systems include the Cambridge Instruments EBMF-6 electron beam lithography system and the EBMT-5 electron beam metrology system.     

e型电子束蒸发源的原理及维修

电子束蒸发由于其显著的优点应用日趋广泛,成为工业镀膜工艺中最主要的技术之一。基于真空镀膜技术,首先对电子束蒸发的定义进行了阐述,介绍了电子束蒸发源的特点及优势,详细说明了e型电子束蒸发源的结构及工作原理。重点分析了电子枪灯丝与聚束极的相对位置对束斑及束流大小的影响。结合维修经验对e型电子束蒸发源的日常维护进行了总结,对更换电子枪灯丝步骤及注意事项进行了细致说明,着重提出了腔室及蒸发源的洁净度对工艺质量的影响。最后对于蒸发过程中常见故障现象及解决方法进行说明。     

W 波段带状注速调管电子枪束流截面的模拟与测试 王

简要介绍了带状电子注束流截面动态测试系统,阐述了YAG：Ce 晶体发光原理,给出了W 波段带状注束流截面的模拟结果和低电压下测试结果,通过对测试注截面的分析验证了电子枪的设计,这对带状注速调管的研制具有重要的意义。     

大轨道回旋行波放大器非线性理论及电子注偏心的影响

建立了大轨道电子注回旋行波放大器的非线性理论,并考虑了电子注偏心时的情况.利用该理论分别研究了大轨道电子注偏心对工作模式和返波振荡模式的影响.结果表明,对于工作模式,偏心导致放大器的平均单位长度增益下降,而对于返波振荡模式来说,偏心导致了可能存在的振荡模式发生变化,使得大轨道电子注偏心时的模式竞争更加复杂.     

电磁复合场三级几何像差方程的修正与像差系数

本文基于作者提出的“函数逼近的数值迭代概念”，修正了电磁复合场中电子成像系统的三级几何像差方程式，给出了具有更高精度的像差计算公式和用集中参数形式描述的像差系数表达式，为像差的数值计算和电子光学系统的计算机优化设计提供了实用的理论依据。     

电子束辐照制备钼酸锰纳米材料

在透射电子显微镜中,利用电子束辐照诱导的方法合成了钼酸锰片状纳米材料.研究发现在电子束辐照前,由于Mn、O等的相对含量不同样品可以分为两类.其中Mn和O含量较低的样品经电子束辐照后的产物为Mn2 Mo3 O8纳米片和MoO2纳米颗粒.而Mn和O含量较高的则主要生成六角结构的新相Mnx Mo3 O8.进一步分析发现,Mnx Mo3 O8的生成可能是因为样品中Mn相对含量较高,导致Mn、Mo和O原子层堆垛方式发生了改变.同时也初步确定了MnxMo3O8的晶胞参数为aH2=0.59 nm,cH2=6.24 nm.研究结果不仅提供了利用电子束辐照制备钼酸盐纳米材料的新方法,同时也促进了对钼酸锰材料的认识.     

定量会聚束电子衍射金属间化合物中微量元素硼的偏聚特性的电子结构研究

本文简要介绍了定量会聚束电子衍射方法及其优化算法；采用此方法研究了微量元素硼在金属间化合物NiAl和Co3Ti中导致的电荷密度重新分布及原子键合的变化，据此解释了硼对Ni3Al和Co3Ti的晶界偏聚的特性和力学性能的不同影响。