基于射频电子直线加速器的高亮度电子束的产生
文献类型：学位论文
| 作者 | 顾强 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 赵振堂 |
| 关键词 | 高亮度电子束 发射度补偿 束团压缩技术 |
| 其他题名 | Generation of high brightness electron beam based on the radio-frequency linear accelerator |
| 学位专业 | 核技术与应用 |
| 中文摘要 | 高亮度电子束是指在六维相空间中有高密度分布的电子束。通常为了得到这种电子束，需要用一些特殊的方法和技术，如微波电子枪，发射度补偿和束团压缩等技术。同时还必须采用特殊的束流测量方法来获得电子束在相空间的分布，以便控制电子束在相空间分布的畸变，保持电子束在传输、加速过程中的亮度。高亮度电子束可以应用在直线对撞机、自由电子激光、康普顿散射以及尾场加速等大型加速器装置中，也可以应用在电子显微镜、电子束刻蚀等小型化装置中。本文基于飞秒电子束和上海深紫外自由电子激光直线加速器两个不同的装置，分别论述了两种不同类型的高亮度电子束产生的理论和实验研究。 飞秒电子束装置采用了热阴极微波电子枪，并用α磁铁对电子束进行压缩，以最终获得百飞秒量级长度的电子束。通过一维理论和数值模拟，确定了微波电子枪和α磁铁的工作参数，以及加速器的总体布局。在此基础上，完成了一台边耦合结构的热阴极微波电子枪的设计和加工。经过调试，在加速器出口获得了流强为180mA，能量约20MeV，微脉冲半高宽为250fs的电子束，与物理设计基本一致。 上海深紫外自由电子激光对电子束的亮度有很高的要求，其直线加速器采用了低发射度的光阴极微波电子枪和束团压缩技术。光阴极微波电子枪的发射度主要由光电子发射时产生的热发射度以及空间电荷和射频场共同作用产生的发射度决定，根据包络方程的理论，后者可以在有加速场和螺线管聚焦磁场的特定情况下得到补偿。直线加速器中可采用的束团压缩技术有磁压缩和速度压缩两种，速度压缩只能在低能下使用，而为了减小相干同步辐射的影响，磁压缩通常在高能下使用。本文针对上海深紫外自由电子激光装置对对电子束的要求，研究了光阴极微波电子枪和发射度补偿，以及磁压缩和速度压缩的动力学过程，确定了各元件的工作参数。为了获得光阴极电子枪的实际工作参数，对其的测试工作也已经展开。一个光阴极微波电子枪的测试平台已经完成，经过初步的调试，电子束的能量为4.7MeV，电荷量和归一化发射度有待进一步测量。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 153 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7175]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 顾强. 基于射频电子直线加速器的高亮度电子束的产生[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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