极冷电子源的物理设计研究

发布时间：2025-02-05 15:35

　　随着加速器技术的进步,对于束流品质的要求越来越高,特别是高流强、高亮度和低发射度的电子束流。电子源电子束的束流品质的提升是提高加速器产生的电子束流的束流品质的重要一环。极冷电子源指的是电子束从超冷等离子体中引出,并在静电场中进行加速的电子枪。其中超冷等离子体由激光冷却的冷原子近域化光致电离产生,静电场一般由平板电极获得。极冷电子源相对于传统的电子枪(光阴极电子枪,热阴极电子枪和场致发射电子枪等)来说,原子能散只有1OneV,引出的电子源温度也相对较低,10K左右,热发射度基本可以忽略。这些特质使得它可以被广泛应用于新一代的粒子加速器上,比如自由电子激光(FEL)、激光等离子体加速器等。本篇论文旨在研究极冷电子源的电子束流从产生、引出到加速的各个过程。激光冷却部分主要介绍铷原子在磁光阱中的激光冷却,并求出势阱深度最大时,冷却激光的激光频率、激光光强以及反赫姆霍兹线圈产生磁场的大小。激光电离部分主要研究铷原子超冷等离子体的产生过程,特别是其在磁光阱中在电离激光的作用下近域化的电离过程。引出与电离部分主要讨论的是磁光阱中的电子在静电场中的引出与在微波场中的加速过程。引出部分主要模拟在平板电极产...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１各种类型电子枪能散与亮度之间的关系

?第一章绪论???场ｌＯＯＭＶ／ｉｎ还是比较显著的，对于亮度会造成不可恢复的亮度下降。冷场发射??枪（ＢｚＨ＾Ａｎ＾ＳｆＶ－１），肖特基发射电子枪（Ｂ＝?ｌＯＳＡｒｒ＾ＳｄＶ－１），ＬａＢ６纳米线??电子枪（Ｂ＝?ｌＯＨＡｎｆＳｉ＾Ｖ－１），单站点发射电子枪（ＢＭＯＨＡｍｄＳｉ＾....

图１．２．１丨ＯＯｋＶ电子枪结构示意图??

?ＴＯ７??ＲＭＳ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｓｐｒｅａｄ?ａｔｊ?（ｅＶ）??图１．１各种类型电子枪能散与亮度之间的关系。ＵＣＰ代表极冷电子源电子枪，其中ＵＣＰ??Ｐａｎｃａｋｅ和ＵＣＰ?Ｃｉｇａｒ分别代表极冷电子源电子枪的两种类型［１］。ＣＮＴ：碳纳米管电子枪；??ＬａＢ６：?ＬａＢ６纳....

图１．２．３常规热阴极微波电子枪??

｜?５００?ｋＶ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｇｕｎ?｜??…嫌?ＣａＷｎ?Ｃｗｒｗｔｗ??——ｒｒ?ｎ－…?￣￣??：：：芽ｊ｜?Ｃ＜＆Ｐ．：?Ｑ？ｆ．〇？；??Ｉ??：－「ｉ?ｉ?丨丨??ｆ４ｉ?／?Ｓ＇?Ｉ?■…７．?）?Ｉ?????—?—？?．??—．．．．?＿＿＿＿ＪＥｍｙ?ｔｏ....

图１．２．２?５００ｋＶ脉冲高压电子枪??

图１．２．２?５００ｋＶ脉冲高压电子枪??微波电子枪的电子源与上述两种电子枪一致，都是热阴极，阴极产生电子，但其加速电场为谐振腔中高功率微波建立可以将腔中热阴极产生的电子很快加速到相对论速度，然后为常规热阴极微波电子枪的结构示意图。??ｈ？ＣＲＯＷＡＶＥ?ＰＯＷＥＲ?ｔＮＰＵＴ?....

本文编号：4030064