多模式下电子枪脉冲发生器

介绍了合肥同步辐射光源的栅控电子枪触发系统的改进,使其在运行时无需更换脉冲形成线路板,而实现了微秒和毫微秒级脉冲两种工作模式的切换运行。此脉冲形成线路板已投入试运行,并在储存环中得到多束团和单束团的储存束流。     

多能量档电子直线加速器用栅控电子枪电源研究

本文介绍了一种应用于多能量档电子直线加速器栅控电子枪的专用电源。根据栅控电子枪的工作需求,电子枪的阴极处于-50 kV高压上,电源的3路输出,包括灯丝电源、偏压电源和栅控脉冲电源,均通过高压隔离变压器,将信号输送到高压端的灯丝、阴极和栅极上。利用主控计算机精确调节了电子枪发射束流的大小和脉冲宽度,以满足加速器多能量输出的需求。高压端均为无源器件,以降低故障率。此电源结构简单、调节方便、工作稳定,已在多能量档电子直线加速器上连续工作近4 a,运行状态良好。     

电子直线加速器电子枪栅控脉冲板的短脉冲特性研究

用等效电路法探讨了电子枪栅控脉冲板的短脉冲输出波形及幅度,并给出与开关晶体管数量间的关系。依此研制成功的脉冲板满足了中国科学技术大学国家同步辐射实验室２００ＭｅＶ电子直线加速器的要求,该设备几年来一直稳定工作。     

宽范围高精度电子枪系统的设计与验证

“空间环境地面模拟装置”是“十二五”国家重大科技基础设施项目,针对其子项目“低能电子加速器及束线”中辐照加速器的要求,在原有二极电子枪基础上增加了控制栅极。使用CST Particle Studio仿真研究了电子枪部分结构参数变化对引出束流强度的影响,设计出产生50 mA高品质束流的电子枪,并用PBGUNS(Particle Beam GUN Simulation)软件对设计结果进行验证。最后在电子枪实验平台上检验了电子枪结构参数变化对引出束流强度的影响规律,并对电子枪结构进行了优化。结果表明优化后的电子枪能够以阴极初级加热电压作粗调、栅极电压作细调的方式引出1μA～50 mA高品质电子束。     

一种微波栅控直流电子枪初步物理设计

红外波段自由电子激光的小信号增益大小以及饱和功率对束流的能散非常敏感。为满足远红外自由电子激光对能散的要求,在合肥光源栅控直流高压电子枪的基础上,模拟了一种热阴极微波栅控直流高压电子枪。微波栅控直流高压电子枪采用微波栅控的方法,控制和压缩阴极引出电子束团的长度。再通过直流高压对电子加速后,在电子枪的出口可以得到量级为几十皮秒的束团。本文使用SUPERFISH、POISSON分别进行栅控微波场与高压电场优化计算,PARMELA (Phase And Radial Motion in Electron Linear Accelerators)进行束流跟踪与分析,得到一组能满足红外自由电子激光需求的电子枪参数。     

六硼化镧电子枪

所研制的电子枪,阴极材料采用六硼化镧LaB_6。该电子枪实验结果表明其性能较目前常用的金属钨、钽阴极材料优越。试验用电子枪阴极直径为8mm,试验条件为阳极脉冲高压80 kV;脉冲宽度2μs;重复频率50 Hz,由实验曲线推得的阴极温度1390℃,此时法拉第筒上测得的脉冲束流流强可达180 mA;电子束流包络线发射度为94.7πmm·mrad;80%束流发射度为16.9πmm·mrad。     

双阳极电子枪测量系统研制与实验

为测量双阳极电子枪的输出束流品质,设计了一套完善的测量系统。使用该测量系统对双阳极电子枪进行测量。实验结果表明,增加中间电极可提高电子枪输出束流流强并改善横向聚焦。     

Pierce型六硼化镧阴极脉冲电子枪

文章对使用平面LaB_6阴极Pierce型脉冲电子枪进行了研究。这种Φ16×3 mm的阴极具有发射性能稳定、抗中毒、易于激活及较低真空条件等优点。在阳极脉冲电压80kV和阴极温度1360℃时,获得630mA脉冲聚焦电子束流。文中也给出电子枪的某些实验结果。     

强流窄脉冲电子枪系统

该束流源利用铁氧体线强功率纳秒脉冲发生器驱动一支加栅皮尔斯枪。在阴极负高压值为82kV时,可得到幅值19A,宽度2.4ns的阳极输出窄脉冲电子束流。根据束流测试结果,文章简略讨论了电子极间渡越时间对束流及枪设计的影响。     

钪酸盐阴极电子枪双短脉冲发射实验研究

本工作研究在ns量级双脉冲高压下钪酸盐阴极电子枪电流发射。实验中采用Blumlein线形成ns量级脉冲高压作为电子枪馈入高压,脉冲宽度约为80ns,双脉冲间隔约为300ns。实验结果表明:在消除了空间高频干扰后,法拉第筒测量到的电子枪发射电流脉冲形状与馈入的ns量级双脉冲高压形状非常吻合。由此验证了钪酸盐阴极电子枪对ns级脉冲高压发射响应能力能满足双短脉冲高压工作状态要求,可以作为ns量级多脉冲电子束注入器。     

国产45MW速调管实验研究

对45MW实验速调管的电子枪、谐振腔和聚焦磁场结构设计进行了优化研究与测试分析,并对实验管进行了高功率测试分析,以检验设计方案的可行性与合理性。在300kV高压下,输出脉冲功率达45MW,其重复频率12.5Hz,脉宽为2μs,效率约42%,增益约49dB。速调管电子枪导流系数约为2.05μp,与电子枪的理论设计基本吻合。从输出功率与电压的关系来看,速调管谐振腔与聚焦磁场的设计与优化可满足国产45MW速调管的需要。     

高增益自由电子激光光阴极注入器驱动激光系统设计考虑

高增益自由电子激光对电子束团提出了高品质要求 ,只有光阴极微波电子枪能够达到这一目标。光阴极微波电子枪的驱动激光器是这一系统的关键之一。北京大学重离子物理研究所设计的驱动激光系统的指标是提供 2 6 0nm、6～ 8ps宽、5 0 0 μJ的激光脉冲。系统主要由半导体泵浦的钛蓝宝石振荡器、Nd∶YAG调Q泵浦源、再生式放大器、倍频器等组成。系统中采用了腔长调整锁模技术以及相位稳定反馈装置 ,目的是使激光脉冲的时间抖动小于 1 0 ps。     

Ir—Ce合金阴极及其应用研究

重点研究了粉末冶金法制备Ｉｒ－Ｃｅ（铱－铈）合金阴极过程中压制压力和烧结温度对发射性能的影响，建立起了一套稳定的制备工艺。试验得到Ｉｒ－Ｃｅ掺Ｗ阴极在１７５３Ｋ时的发射电流密度达１２．４Ａ／ｃｍ２，电流密度保持为１．７Ａ／ｃｍ２，发射试验稳定达１５０ｈ。从机理上验证了它是一种高温大发射电流的发射体。试验还表明Ｉｒ－Ｃｅ阴极具有良好的抗中毒能力。作为应用研究，测量了该阴极在热阴极微波电子枪中的发射性能，微波腔场强约１０ＭＶ／ｍ，工作温度１９１３Ｋ，零场发射电流密度为１０Ａ／ｃｍ２，最大发射电流密度达２１Ａ／ｃｍ２，在２０２０Ｋ时计算零场发射电流密度可达４２Ａ／ｃｍ２。     

小型电子直线加速器脉冲调制器输出电路的拓扑结构

在小型电子直线加速器中使用各种脉冲调制器输出电路拓扑结构以适应不同的调制器负载要求。对不同的拓扑结构所遇到的一些共同性问题（包括负载的正确配置、直流和脉冲平衡、附加电路的连接、长电缆与接地等）进行了详尽的叙述与讨论。     

HIRFL-CSR电子冷却装置电子枪的参数测试

在用实心电子束对离子进行冷却过程中,束流累积会增强电子离子重组概率和空间电荷效应而引起束流损失。针对这个问题,HIRFL-CSR电子冷却装置采用了一种能够产生从实心到空心电子束且电子束密度连续可调的特殊电子枪设计。本文介绍电子枪的结构及工作特点,给出一些主要参数的实验结果,并通过理论计算分析了用空心电子束进行冷却的优点。      

Development of a high current short pulse electron gun

Dielectric wall accelerator(DWA), towards high gradient acceleration field(30 MeV/m–100 MeV/m), is under development at Institute of Modern Physics. A prototype was designed and constructed to prove the principle. This needs a short pulse high current electron source to match the acceleration field generated by the Blumlein-type pulse forming lines(PFLs). In this paper, we report the design and test of a new type short pulse high current electron gun based on principle of vacuum arc discharge. Electron beams of 100 mA with pulse width of 10 ns were obtained.