该文首先用RELAX3D模拟计算了光阑型结构的轴上电场分布,发现反向电场是限制粒子能量增益的主要原因.在膜片进行了大量静态电磁场优化计算之后提出了βλ/4不对称膜片结构,该结构中的βλ/4厚膜片不仅可以屏蔽大部分反向减速电场,而且可以利用一部分反向电场来加速粒子,从而成功地解决了反场问题,粒子能量增益得到大幅度提高.杆型结构中不存在反场问题,虽然电场横向到纵向的转化效率远低于光阑结构,但是结构中大大降低了电容负载,所以仍然具有很高的高频加速效率,适于加速轻粒子.为检验模拟计算结果和探索结构加工工艺,分别设计和制作了两种SFRFQ结构的模型腔.模型腔的电场测量结果很好地验证了理论计算曲线,证实了RELAX3D的电磁场计算结果.MicroWave Studio(MWS,MAFIA的最新升级版本)计算结果表明,经过结构优化后可以解决光阑型SFRFQ结构中膜片表面电场过大带来的打火问题.虽然膜片引入的电容导致横向分路阻抗相比普通RFQ结构降低了11﹪,但是光阑结构中横向到纵向电压转化效率远高于后者,综合考虑二者后的纵向有效分路阻抗比常规RFQ结构提高了1~2倍.为了进一步演示分离作用的工作原理,作者改写了RFQ动力学软件DYNRFQ用于分离作用加速结构的动力学设计,然后分别采用光阑结构和常规RFQ结构将26 MHz 1 MeV O<+>RFQ中引出的粒子束加速到5MeV.比较两个后加速结构方案发现如果采用光阑型结构可以减少50个加速单元,加速器的长度也将从18.5m缩短到10.3m.该文介绍了在低能量范围内提高加速效率的另一条途经:H-DTL结构.