人工神经网络用于研究电子枪主透镜的逆设计

用人工神经网络的方法研究着屏电子束斑与电子枪主透镜的关系 ,该方法可以避免复杂的电子光学数值计算。当网络体系建成后 ,在很短的时间内即可由已知的着屏电子束斑逆推出电子枪主透镜的结构。同时可以看出在较好的选取学习样本的情况下 ,人工神经网络是求解电子光学系统逆设计的一个行之有效的方法。     

人工神经网络在皮尔斯电子枪设计中的应用

基于人工神经网络（ANN）的皮尔斯电子枪初值设计方法,不但能有机地结合迭代综合法与非迭代综合法的优点,还能把前人体现在实验数据中的设计经验通过训练样本融入到其中,从而设计出很接近实验值的新电子枪。在有较多电子枪实验数据的情况下,ANN法的优点尤为显著,经20多支电子枪的检测结果表明：ANN法的设计值比综合法的计算值更接近实验结果。     

低压电子枪的设计和特性

本利用高电压把电子从阴极中拉出，再把它减速到人们所希望的能量，这种低压电子枪在工程和科学研究方面有着广泛的应用。本还给出了电子枪设计原理和方法，通过两把实用电子枪的例子进行说明。本枪能获得３０～３００ｅＶ能量的高准直束流。由于离子流和热速度效应的影响，所测得电流比空间电荷最大限制流稍大。     

大屏幕彩色显像管电子枪电子束形成区及预聚焦透镜特点分析

束形成区及预聚焦透镜是大屏幕彩色显像管电子枪的设计重点之一。本通过计算机模拟的方法对几种大屏幕彩色显像管用电子枪束形成区及预聚焦透镜的特点进行了系统分析，比较了各电子枪在不同电流下最小交叉截面位置的波动、最大电流密度的变化、主透镜中束截面形貌。分析表明束形成区和预聚焦透镜均采用四极结构的电子枪更容易实现聚焦稳定性和附加理想的像散。     

遗传算法用于电子枪发射系统的全局最优化设计

常用的优化设计方法 ,如单纯形法、Powell法等 ,易陷入局部最优解。而遗传算法是一种新兴的直接搜索最优化算法 ,它模拟达尔文遗传选择与自然进化的理论 ,根据“适者生存”和“优胜劣汰”的原则 ,借助“复制”、“交换”、“突变”等操作可以得到全局最优解。本文将遗传算法运用于电子枪发射系统的最优化设计 ,得到了使交叠点半径尽可能小的发射系统的最佳结构和相应电参量     

用于投射式电子束曝光系统的磁浸没透镜的优化设计

以磁浸没透镜的电流密度值的大小为优化参量,以成像系统的轴上像散为目标函数,利用单纯形优化法对用于投射式电子束曝光系统的新型磁浸没透镜进行了优化设计,结果表明,目标函数由未经优化前的358．187nm降低到50．693nm,同时单纯形优化法不需要已知目标函数与优化参量之间的解析关系式及求导,因此作为电子光学系统的最优化设计具有明显的优越性。     

柱型大功率电子枪的研究

本文在实验研究民主德国 ＥＭＯ－２００型电子轰击炉的基础上，设计并研制成功 ５００ ｋＷ电子轰击炉。它是熔炼稀有，难熔、高纯金属运行中的最大功率的国产炉子． 作者研究并改善了由于电子束在磁浸没场中的不适应性，引起电子轨迹偏离轴向而增加 了对电子的截获率．进而在研制中发现热阴极和聚束极间距的最佳值，以及阴极的合理 装置结构。使枪的性能大为改善。     

利用微分代数方法计算实际电子透镜的高阶像差

微分代数是计算机数值分析领域中的一个非常有效的新方法,它以非标准分析理论为基础,可以方便地实现任意高阶微分的运算.利用微分代数扩展数的映射关系,可以非常有效地处理一些困难的非线性动力学问题[1],包括电子光学的高阶像差问题.但是,已有的研究限于电子光学系统的电磁场具有解析表达式的情形.本文根据微分代数的基本原理,将其用于实际电子光学聚焦系统高阶像差的数值模拟和计算,计算了电子透镜的五阶几何像差.这些电子透镜的电场及磁场的分布,是根据实用的FEM或FDM等数值方法的计算结果,以数组形式给出的.因而这一计算方法可以应用于工程的设计计算问题.编写了相关的计算软件,该软件的界面可以方便地应用于实际的电子透镜系统的高阶像差计算.对于一个电磁透镜例的计算结果表明,这一计算方法具有足够高的精确度,其精度仅受限于机器精度和算法误差,完全可以满足工程计算的需要.     

高性能电子枪的物理设计

为测量电导率较低材料的二次电子发射系数,设计了一种能量在0～2ke V之间可调、束斑直径可调、可偏转、可脉冲的高性能电子枪。根据电子枪的性能指标对其电子发射、电子光学系统和电位关系进行物理设计,通过对控制极施加脉冲电压,实现电子束的脉冲发射。利用CST软件对电子枪建模并进行仿真分析,得到不同聚焦极电压对束斑尺寸的影响。仿真结果表明,在阴极电压为-1000V、控制极为-1005V、第一阳极为-880V时,随着聚焦电压由-400V增加到1000V,束斑直径由0.2mm增加到10mm,两者几乎成正比例关系。通过对比两种偏转组件,得出四极静电偏转器更适合在同一空间内使用,在工作距离为30mm、偏转电压为200V时,偏转灵敏度可达到34mm/k V,对应的偏转角为12.8°。     

遗传算法用于电子枪发射系统的全局最优化设计

常用的优化设计方法，如单纯形法、Powell法等，易陷入局部最优解，而遗传算法是一种新兴的直接搜索最优化算法，它模拟达尔遗传选择与自然进化的理论，根据“适生存”和“优胜劣汰”的原则，借助“复制”、“交换”、“突变”等操作可以得到全局最优解，本将遗传算法运用于电子枪发射系统的最优化设计，得到了使交叠点半径尽可能小的发射系统的最佳结构和相应电参量。     

人工神经网络在单晶合金设计中的应用

把一种新发展的功能极强的信息处理技术－计算机人工神经网络技术用于单晶合金的高温持久性能预测并和其它方法进行比较，结果表明：这种方法精度最高。     

大功率强流轴向电子枪的研究

本文是在研制３００ｋＷ、１２０ｋＷ电子枪和大功率离子枪的过程中，对离子收集极、阳极孔效应和阴极浸没等进行了实验研究和理论分析。实践表明，所得结果对提高枪的 电极性能其效果是显著的。     

百兆瓦级高功率速调管电子光学系统的研究

基于强流电子光学理论确定了S波段100MW速调管电子枪初始参数,对电子枪电极进行优化,获得了导流系数2.0μA·V-3/2、枪内场强低于22kV·mm-1、层流性良好的电子枪.设计了均匀磁场电子注聚焦系统,通过对过渡区磁场的调整,实现了对电子注的良好聚焦,模拟表明电子注填充因子约76%,通过率100%且波动较小.样管的热测实验结果与设计取得了良好的一致性.     

多功能全息透镜用于测量类镜表面的平整度

基于自聚焦误差检测和光路可逆原理，分析并实验证明了利用一种多功能全息透镜来测量类镜表面平整度的可行性。实验结果表明其测量精度可达微米量级。     

用于投射式电子束曝光系统的磁浸没透镜的优化设计

以磁浸没透镜的电流密度值的大小为优化参量,以成像系统的轴上像散为目标函数,利用单纯形优化法对用于投射式电子束曝光系统的新型磁浸没透镜进行了优化设计.结果表明,目标函数由未经优化前的358.187nm降低到50.693nm.同时单纯形优化法不需要已知目标函数与优化参量之间的解析关系式及求导,因此作为电子光学系统的最优化设计具有明显的优越性.     

回旋管磁控注入电子枪的设计

以磁控注入电子枪的绝热压缩理论和角动量守恒关系为基础,编写了磁控注入电子枪的计算程序MGUN,利用该程序完成了一个输出功率为56 kW的W波段二次谐波回旋振荡管磁控注入电子枪的初步设计,利用EGUN对该磁控枪进行了研究,分析了空间电荷效应、双阳极间距、调制极电压、阴极的倾角及阴极磁场强度等因素对电子注性能的影响并对磁控枪进行了优化,结果显示:当电子注的加速电压为36 kV、工作电流为4 A时,电子注的横纵速度比α=1.5,横向速度离散Δv⊥/v⊥=2.4%。另外,文章还利用粒子模拟软件对EGUN的结果进行了验证,两种方法所得结果基本一致。     

基于非球面透镜组激光光束整形设计

本文针对激光显示领域激光光束光强均匀分布要求,本研究基于非球面透镜组激光光束进行整形设计。文中通过阐述激光光束光强均匀分布原理,着重论述了出射光束分布选择、线映射函数及球面参数确定3个非球面透镜组设计内容。在此基础上,选择匀化洛伦兹函数为输出光束的光强分布函数,展开实例设计分析,旨在基于该设计方法将入射光束准直的单模高斯激光光束整形为光强均匀分布的准直平顶激光光束。     

空间用平板形菲涅耳透镜的设计和光学效率研究

研究平板形菲涅耳太阳聚光透镜的光学问题,给出了线聚焦和点聚焦透镜的设计方法,讨论了设计参数对透镜光学效率的影响,为这类透镜的最优设计提供理论依据。     

人工神经网络在材料设计中的应用

在实验数据的基础上,利用人工神经网络建立高Ｃｏ－ Ｎｉ 二次硬化钢的力学性能与合金成分及热处理温度对应关系的模型． 首次提出将五个材料力学性能指标及部分合金成分作为网络的输入,其它合金成分和热处理温度作为网络的输出,根据要求的力学性能设计材料的合金成分含量及热处理条件,获得了满意的结果,为高性能材料设计提供了一定的理论辅助手段．     

一种用于医疗加速器栅控电子枪阴极的研制

介绍一种用于移动术中放疗电子直线加速器中栅控电子枪阴极的设计、研制、发射性能测试及其在该加速器中的应用情况。基于栅控电子枪低蒸发、高可靠、长寿命的设计要求,研制出了钨基底平均孔度为21.6%、浸渍311主要单一相铝酸盐、覆Os-W膜浸渍覆膜钡钨阴极。测试结果表明:该阴极在工作温度950℃,直流发射电流密度5.8 A/cm2,在1000℃,脉冲宽度10μs,脉冲发射电流密度24.1 A/cm2,工作温度950℃,直流支取3.0 A/cm2,14000 h寿命发射稳定。该阴极制备栅控电子枪在医疗加速器中获得成功应用。