DC-SC光阴极注入器的研究进展

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北京大学射频超导实验室已经建成DC-SC光阴极注入器,包括激光驱动光阴极系统、Pierce直流加速结构,1.3GHz 1+1/2纯铌超导腔,恒温器低温系统,4.5kW连续波微波系统,1/16分频与同步控制系统,束流诊断系统和能量分析系统等.现正在进行最后的调试,进行了电子束出束实验.
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光学诊断是BFEL运行实验过程中最主要的工作之一.本文详细介绍了目前的BFEL光学诊断系统以及测量结果的远距离传输问题.该测量系统保证了BFEL运行及应用实验的顺利进行.
在北京大学超导加速装置PKU-SCAF的基础上,将建成一个红外SASE自由电子激光实验装置PKU-SCAF FEL.它可以提供高峰值功率、波长连续可调的ps脉冲自由电子激光.PKU-SCAF FEL是北京大学研究SASE机制、探索实现短波长激光途径的重要实验平台.本文简要介绍了PKU-SCAF FEL的设计方案、解析计算以及数值模拟的情况.
本文综合两种现有磁绝缘线振荡器(MILO)的优点,对器件进行改进,将双渐变结构、轭流片和阻抗渐变三种增大功率的机制综合考虑,利用二维半全电磁PIC程序进行数值模拟,设计了一种新型MILO,当外加电压为550kV,电流为35kA左右时,在L波段获得了6GW的峰值输出功率.
本文给出了两级级联变匝间距、间接馈电的螺旋型EMFCG在电爆丝负载的情况下驱动二极管的整套等效电路模型,并编制了相应的程序.模拟结果表明,两级变匝间距间接馈电的螺旋型EMFCG,能够有效地提高能量和功率增益,以电爆丝为主组成的功率调节系统能使被锥化了的电压脉冲有效地加载到负载二极管上.
本文是对C波段高功率的磁绝缘线振荡器实验方案的理论设计.从Phillips实验室的典型实验数据出发,采用缩小尺寸,同时增加互作用区叶片数目的的办法,在外加电压400KV,电流60KA的条件下,得到了频率4GHZ,功率2GW的理论结果.
介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)研究中,长脉冲强流相对论电子束(IREB)经过输入腔和中间腔间隙后的脉冲缩短问题,分析了造成束流脉冲缩短的主要机理之一是高频系统的角向非均匀模式与电子束相互作用而使得束流扩散而形成的,并经过实验参数的调节,减轻了长脉冲IREB的脉冲缩短问题,得到了较强的基波调制电流.从长脉冲加速器引出500kV/3.5kA/1.3μs的电子束,经过输入腔和两个群聚腔的
基于引导磁场和相对论近似条件下的空间电荷限制流模型对强流相对论电子束二极管进行了理论分析和粒子模拟,在此基础上进行了二极管结构优化设计、引导磁场及其位形优化设计,开展了强流电子束二极管的重复频率运行实验及阴极材料发射特性实验研究,二极管输出电子束电压超过500kV,束流约5kA,脉冲宽度40ns,重复频率100Hz.
本文基于渡越时间效应提出了一种新结构模型的X波段五腔渡越管振荡器,并对其进行了理论和实验研究.研究了谐振腔的高频特性,利用场分布进行了一维非线性分析,结果表明该结构可以产生高功率微波.采用粒子模拟证明了一维非线性分析的结论,并优化设计出五腔渡越管振荡器.最后,进行了实验研究.通过参数调节,得到的实验结果是:在大约9.25GHz的频率上,微波输出峰值功率约为780MW,脉宽(半高宽)约为21ns,束
爆磁压缩发生器(MFCG)理论模型包括磁流体动力学模型、有限元模型、等效电路模型.本文将根据对MFCG等效电路分析,构建出等效电路模型,实现运行状态的全过程数值模拟.通过计算分析影响运行性能的主要因素,计算结果为MFCG的设计提供理论依据.
对电感储能/电爆炸丝断路开关功率调节系统进行了数值模拟,以此为基础,研制了输出峰值功率大于20GW的小型化低阻负载电感储能/电爆炸丝断路开关功率调节装置.实验结果为:以电容器作为初始能源,在6~10Ω电阻负载上输出脉冲电压大于400kV、脉冲电流50~60kA,峰值功率大于20GW,能量转换效率大于30﹪.以爆磁压缩发生器作初始能源,在6Ω电阻负载上输出峰值功率为12GW.