太赫兹回旋管的现状及其发展

太赫兹回旋管一种具有重要发展前景的高功率太赫兹源。简要介绍了回旋管的结构和基本原理,并且评述了国内外太赫兹回旋管的发展状况和趋势;同时指出了太赫兹回旋管发展中存在的关键问题及一些建议。     

回旋速调管放大器及其发展评述

回旋速调管放大器是一种具有重要发展前景的高功率相干毫米波源。该文简要介绍了回旋速调管的结构和工作机理,详细评述了国际上回旋速调管的发展状况及趋势,指出了发展中存在的一些关键问题,并提出了自己的建议。     

170 GHz回旋管电子枪的设计

170 GHz回旋管是等离子体核聚变中电子回旋谐振加热的理想功率源,在功率上要求具有1 MW以上的输出功率.要产生这么大的输出功率,就需要具有足够大横向能量的电子注与高频场的横向电场进行互作用,因此要对电子枪进行专门的设计.利用绝热压缩理论及相关的仿真软件对双阳极磁控注入电子枪进行了设计,得到了较好的电子注参数.所设计的电子枪能在工作电压80 kV、工作电流40 A 的条件下为170 GHz 基波回旋管提供所需的回旋电子注,其引导中心半径为8.27 mm,横纵速度比1.5.     

回旋行波管高质量阴极及电子枪研究

回旋行波管对回旋电子注参数（纵横速度比、速度零散等）非常敏感,实验中需进行电子参数调节,高质量电子枪研制是整管设计核心之一。基于理论分析、结构分析及热分析等对回旋行波管电子枪进行改进设计,对阴极、热子进行优化设计,研发的电子枪速度零散＜2%,优于国际报道的3%。项目在热分析和形变分析基础上,改进了阴极结构及制备工艺,显著提高了热子加热效率,将阴极加热功率从100W降低至50W左右,提升了阴极发射的均匀性和稳定性,10%工作比下长时间工作稳定、可靠,有效保障了阴极寿命,新研电子枪在Ka频段回旋行波管装管实验,脉冲功率100kW,平均功率10kW,连续工作稳定、可靠。     

国际热核聚变装置用回旋管的现状及技术分析

回旋管是一种具有重要发展前景的高功率毫米波和太赫兹源.本文简要介绍了回旋振荡管的结构和基本原理,并且评述了国际热核聚变装置中所用110,140和170 GHz回旋振荡管的发展现况和趋势.同时指出了回旋振荡管发展中存在的关键问题并给出了可能解决的技术途径.     

厘米波段回旋管的实验研究

本文讨论回旋谐振脉泽(回旋管)的实验研究,采用了轴对称绝热磁控电子枪和有衍射功率输出的开放武桶形谐振腔。根据理论上的认识知道,回旋管能够实现稳定的单模振荡(用电动力学选模和电子学选模的综合方法)。甚至在电子速度另散很大时,回旋管的效率仍可达百分之几十。     

28 GHz低速度离散回旋管电子枪三维电磁设计

磁控注入电子枪可以产生具有角向旋转速度分量的电子束,是回旋管的核心部件之一,其性能优劣直接决定了整管的系统性能。本文首先分析了两种典型的磁控注入电子枪结构,根据28 GHz回旋管互作用腔束-波互作用工作需求,设计了一种双阳极结构的电子枪。三维粒子仿真设计结果表明,在阴极电压40 kV、调制阳极电压18.2 kV、电流3.2 A的条件下,引导中心半径为3.2 mm,横纵速度比为1.5,横向速度离散达到了1.06%。与此同时,所设计的电子枪具有较大的工作区间,在横纵速度比为1.9时,横纵速度比离散依旧能够达到不高于5%的要求。     

回旋管双阳极磁控注入电子枪分析与数值计算

根据回旋管对电子枪的要求,考虑相对论效应和空间电荷效应,编制了一套大型的计算程序.利用计算机辅助设计,计算出了电极形状、电子轨迹与电子注参量.计算表明,这种电子枪具有速度零散小、层流性较好、体积小等优点.     

220GHz高功率同轴谐振腔回旋管

介绍了220 GHz同轴腔回旋管的设计,工作模式为TE04圆电模式.采用自洽非线性理论对谐振腔的工作参数进行了参数优化,选取工作电压50 k V,工作电流10 A,工作磁场8.4 Tesla.设计的同轴型双阳极磁控注入式电子枪,电子注速度横纵比1.5,速度零散5.2%.并采用粒子模拟方法进行了整管仿真.理论计算与粒子模拟结果表明,设计的220 GHz同轴腔回旋管有望获得200 k W以上的输出功率与40%以上的互作用效率.     

双注电子枪中最小二乘法拟合磁场的研究

用粒子仿真软件EGUN和MAGIC仿真电子枪时,需设置一组线圈来拟合磁控注入电子枪的磁场.为了提高设计效率,采用最小二乘法计算线圈参数,拟合电子枪磁场,计算结果用于34GHz双注磁控注入电子枪的仿真中,仿真结果表明:最小二乘法能够直接计算出拟合磁场的线圈组合,提高设计电子枪的效率;仿真的双注磁控注入电子枪电子速度零散小,横纵速度比适中,满足回旋管对电子枪的要求.     

利用电子注分析器研究电子枪性能

本文介绍了电子注分析器系统和电子枪电子光学实验的研究,分别对栅控电子枪和阳控电子枪进行了测试,得到了电子注运动轨迹和电流密度分布,并将阳控电子枪的实验结果与实际设计数据和OPERA计算结果进行比较分析,获得了较好的一致性。结果表明,电子枪的电子光学研究可以验证计算模拟结果,有效地为电子枪的结构设计提供实际参考数据。     

彩显管用电子枪系统的设计考虑

本文讨论了影响彩管电子枪分辨率的主要因素，分析了高分辨率电子枪设计思路，并对历年来各大ＣＲＴ公司及相关研究机构开发的主要类型的电子枪作了介绍。     

RL电子枪结构模拟分析

利用电子枪数值模拟软件对RL电子枪进行模拟计算，分析枪内场分布和电子轨迹以及四个功能系统的工作原理，了解RL电子枪的结构、交叉截面位置、像散特性等，以掌握电子枪的分析方法。     

基于Spindt冷阴极的行波管电子枪设计

针对X波段小型化Spindt冷阴极螺旋线行波管进行了电子枪设计.基于皮尔斯型电子枪结构,联合PPM高频聚焦系统,以电子注聚焦特性为优化目标,采用CST粒子工作室对电子枪结构和工作参数进行了优化设计,获得了 30 mA工作电流下电子注填充比为0.68的良好电子注聚焦.在此电子枪结构和高频结构下,分析了特定电流下电子注聚焦...     

LaB6电子枪的Kramers-Heisenberg散射与Fermi分布

分析了LaB6电子枪的Kramers-Heisenberg散射与电子束能量分布.以SDS-3电子束设备的电子枪为基础,加速电压为30 kV,通过双曲凹面加速器维纳尔(外敷碱土金属氧化物盖)使电子送达Si片靶心(置于光栏前),讨论了维纳尔的电子轨迹与电子枪发射电子的Fermi分布,给出了测量LaB6电子枪分辨率的方法.与考虑了系统像差影响的理论计算结果进行比较,两者的最后结果基本一致.     

脉宽大于100微秒的强流大截面电子枪

在CO_2激光器的研究过程中,发现利用普通技术放电,在振动激发比较有效的E/N下,不能产生适当的电离。这两者往往是矛盾的,这就导致人们寻求在最佳的E/N下能产生适度电离的技术,即把电离和激发分开控制的技术。美国阿符科公司首先提出了电子束控制主放电的技术。 目前就电子束的激励方法有电子束控制放电用的电子枪和电子束直接激发激光介质用的电子枪。就产生电子束的方式有热阴极电子枪、冷阴极场致发射电子枪和等离子体电子枪。     

可视电话、可视门铃用显像管电子枪的研制

可视电话、可视门铃具有广阔的发展前景,其显像管电子枪属于关键部件。本文介绍了用于可视系统三电位短电子枪的特点,电子枪透镜结构和工作原理,以及电子透镜的结构设计。实验结果表明,电子枪的性能参数符合设计要求。     

FEL-THz电子枪控制系统的设计与实现

介绍了 FEL-THz装置中电子枪控制系统的设计与实现过程。利用 Microsoft公司发布的 Visual C++6.0进行了控制系统软件的开发和设计。实验结果显示,该软件操作简捷,具有良好的人机操作界面,程序实时响应速度快,运行稳定,为电子枪高压老炼以及系统测评提供支持。     

电子枪的结构设计

结构设计是电子枪设计的重要组成部分。本文给出了电子枪结构设计的基本要求；设计了一把无截获栅控电子枪－芯柱－叠片式电子枪，它简化了工艺结构，并可获得精确的设计参量和高可靠性。     

Focusing of an Electron Beam from a Low-noise Gun with Different Magnet Systems†* Part IV. Trajectories of the Outermost Electron in a Beam Focused by a Periodic Permanent Magnet

This paper deals with the traces described by the outermost electron in a beam produced by a magnetically immersed electron gun and focused by a periodic permanent magnet in the drift region. The beam profiles have been computed by use of a fast computer for three types of magnetic flux density distribution in the transition interval between the gun and the drift regions.

In the first series of solutions, the uniform magnetic field over the gun region connects directly "with the rising part of the sinusoidally varying magnetic field. With the period of the alternating flux held constant, proper and improper flux densities in the gun and helix regions produce, respectively, acceptable or runaway electron beams. In the second series of computations, a compensating field in the form of a dent is introduced over the intervening space between the gun and drift regions. Variations are made in the magnitude of the gun field and the amplitude and period of the alternating field. Satisfactory profiles are obtained when these parameters have optimum values; incompatibility between high flux densities and large period of the magnets is indicated by the ever-growing beam ripples. In the third series, beam profiles are computed for the cases when optimum spatial period of the magnet is used and the magnitudes of flux densities in the gun, transition, and helix regions are altered. Very high gun fields are not conducive to producing good electron transmission, while judicious choice of compensating field leads to smooth beams even with comparatively low flux densities in both the gun and helix regions.

There are other modes of flux distribution over the gun and the transition regions which also provide both good electron transmission and noise performance, but these are not considered here.