应用于增强核磁共振的太赫兹回旋管磁控入式电子枪研究
发布时间：2022-02-05 08:32
核磁共振（NMR）在许多科学领域扮演者重要的角色,作为一种检测方法在解决生物学、医学、物理学、化学、地质学和材料学等学科领域广泛被采用。中国在国家发展计划中提出研制超导磁共振成像系统、无创呼吸机、核医学影像设备等高性能医疗器械。足以见得,核磁共振已成为关系国计民生的重要发展方向。而动态核极化（DNP）能显著增强核磁共振的灵敏度。基于太赫兹（THz）回旋管的动态核极化核磁共振（DNP-NMR）技术,能够将核磁共振谱灵敏度提高几个数量级,对新一代医疗技术的发展具有重要意义。太赫兹回旋管作为一种快波器件,在纵向磁场中电子回旋受激辐射激励,波长不会限制器件尺寸,电磁波输出可以达到大功率和高频率的性能要求,非常符合DNP-NMR系统对辐射源的要求。作为回旋管的关键部分,磁控注入式电子枪（MIG）的性能好坏直接决定了回旋管的性能。当磁控注入式电子枪产生合适的速度比和低速度离散的电子注时,能够提高太赫兹回旋管的输出功率和效率。为了研究太赫兹回旋管的电子枪系统并提高其性能,本文主要研究内容如下:1、通过对电磁场麦克斯韦方程组、静电场与静磁场、电子运动与轨迹方程推导化简,分析得出了电子光学的理论知识和计...
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各个频段对应的器件
十世纪九十年代，美国麻省理工学院 (MIT) 率先将 140GHz 回旋管核极化核磁共振波谱系统，随后又研制了频率连续可调的 250GHz，的回旋管用于380MHz1H 核磁共振波谱系统和 460GHz 二次谐波回MHz1H 核磁共振波谱系统。日本福井大学 T. Idehara 教授课题组也95GHz 太赫兹回旋管，使用于 600MHz 动态核极化高场核磁共振系统ER 公司已经研制出了世界首例商用的 263GHz、395GHz、527GHz 化高场核磁共振波谱分析系统。控注入式电子枪的发展概况十九世纪七十年代，美国科学家 Dtskerson 及 Johnson 第一次提出了控注入枪。发展到目前为止，国内外许多科研机构和高校对单阳极注入式电子枪、inverted—磁控注入枪(1996 年,M.EReadetal)及非绝热un)等多种类型的枪型进行了深入地研究[30-31]。而这其中被应用最多的两种枪型是如图1-2单阳极磁控注入式电子枪和如图1-3双阳极磁枪。
图 1-3 双阳极 MIG于前者来说枪体结构比较简单，没有控制极，因此能够通过调节电来改变产生的电子注性能的方式不多。但是，对于设计单阳极磁控，解决腔体在磁场中的绝缘比较易做到，外部整体装置的设计简单电子枪体的安装容易完成。对于后者因为有调制阳极的存在，让调比的参数更多并且实现改善电子注性能变得方便。这样就更加容易管电子枪各种性能的电子注。只是对于双阳极磁控注入式电子枪工加复杂，需要比单阳极多一台高压调制器，结构的复杂性使得设计作也有一些不便。于磁控注入式电子枪运行的机理是：在特定的温度要求下，附着在的环状薄片发射带受热发射出一个电子注，在正交的电场和磁场协子注做回旋运动。电子注在运动过程中会与电磁场进行能量交换，在电子枪的互作用区域，其过程如下。首先，刚从发射带发射的电能量和速度很大而横向能量比较小，在纵向磁场缓慢增加的过渡区
【参考文献】：
期刊论文
[1]回旋管磁控注入电子枪的设计[J]. 史少辉,刘濮鲲,徐寿喜,耿志辉,杜朝海,韩万强,刘继宏,可丹丹. 真空科学与技术学报. 2014(10)
[2]Design and demonstration of a 0.22 THz gyrotron oscillator[J]. YAN Yang, LIU ShengGang, LI XiaoYun, FU WenJie & YUAN XueSong Institute of High Energy Electronics, University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Chinese Science Bulletin. 2009(09)
[3]MRI技术发展十年回顾[J]. 冯晓源. 上海生物医学工程. 2006(02)
[4]磁控注入电子枪的研究[J]. 赵青,李宏福,任同,罗勇. 原子核物理评论. 2003(04)
[5]回旋管双阳极磁控注入电子枪的设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 强激光与粒子束. 1999(03)
[6]相对论电子学[J]. 刘盛纲. 大自然探索. 1982(02)
博士论文
[1]回旋管电子光学系统的研究[D]. 王丽.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]磁控注入式电子枪研究[D]. 林远锋.电子科技大学 2009
本文编号：3614917
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各个频段对应的器件
十世纪九十年代，美国麻省理工学院 (MIT) 率先将 140GHz 回旋管核极化核磁共振波谱系统，随后又研制了频率连续可调的 250GHz，的回旋管用于380MHz1H 核磁共振波谱系统和 460GHz 二次谐波回MHz1H 核磁共振波谱系统。日本福井大学 T. Idehara 教授课题组也95GHz 太赫兹回旋管，使用于 600MHz 动态核极化高场核磁共振系统ER 公司已经研制出了世界首例商用的 263GHz、395GHz、527GHz 化高场核磁共振波谱分析系统。控注入式电子枪的发展概况十九世纪七十年代，美国科学家 Dtskerson 及 Johnson 第一次提出了控注入枪。发展到目前为止，国内外许多科研机构和高校对单阳极注入式电子枪、inverted—磁控注入枪(1996 年,M.EReadetal)及非绝热un)等多种类型的枪型进行了深入地研究[30-31]。而这其中被应用最多的两种枪型是如图1-2单阳极磁控注入式电子枪和如图1-3双阳极磁枪。
图 1-3 双阳极 MIG于前者来说枪体结构比较简单，没有控制极，因此能够通过调节电来改变产生的电子注性能的方式不多。但是，对于设计单阳极磁控，解决腔体在磁场中的绝缘比较易做到，外部整体装置的设计简单电子枪体的安装容易完成。对于后者因为有调制阳极的存在，让调比的参数更多并且实现改善电子注性能变得方便。这样就更加容易管电子枪各种性能的电子注。只是对于双阳极磁控注入式电子枪工加复杂，需要比单阳极多一台高压调制器，结构的复杂性使得设计作也有一些不便。于磁控注入式电子枪运行的机理是：在特定的温度要求下，附着在的环状薄片发射带受热发射出一个电子注，在正交的电场和磁场协子注做回旋运动。电子注在运动过程中会与电磁场进行能量交换，在电子枪的互作用区域，其过程如下。首先，刚从发射带发射的电能量和速度很大而横向能量比较小，在纵向磁场缓慢增加的过渡区
【参考文献】：
期刊论文
[1]回旋管磁控注入电子枪的设计[J]. 史少辉,刘濮鲲,徐寿喜,耿志辉,杜朝海,韩万强,刘继宏,可丹丹. 真空科学与技术学报. 2014(10)
[2]Design and demonstration of a 0.22 THz gyrotron oscillator[J]. YAN Yang, LIU ShengGang, LI XiaoYun, FU WenJie & YUAN XueSong Institute of High Energy Electronics, University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Chinese Science Bulletin. 2009(09)
[3]MRI技术发展十年回顾[J]. 冯晓源. 上海生物医学工程. 2006(02)
[4]磁控注入电子枪的研究[J]. 赵青,李宏福,任同,罗勇. 原子核物理评论. 2003(04)
[5]回旋管双阳极磁控注入电子枪的设计[J]. 王华军,李宏福,周晓岚. 强激光与粒子束. 1999(03)
[6]相对论电子学[J]. 刘盛纲. 大自然探索. 1982(02)
博士论文
[1]回旋管电子光学系统的研究[D]. 王丽.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]磁控注入式电子枪研究[D]. 林远锋.电子科技大学 2009
本文编号：3614917
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