电子枪参数的优化结果研制进展

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回旋速调管双阳极磁控注入电子枪的设计与优化

回旋速调管双阳极磁控注入电子枪的设计与优化
纵 速 度 比 , 对 速 度 零 散 影 响 无 明显 规 律 。 在 此 基 础 上 通 过 优 化 电极 形 状 、 场 分 布 、 但 磁 电流 、 一 阳极 电 压 和 第 第
二 阳极 电压 , 拟并试制出工作 电压 6 V、 模 5k 电流 1 磁 场 1 4T的 双 阳极 电子枪 , 到的横纵 速度 比值为 2A、 . 得
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强 激 光 与 粒 子 束
第 1 9卷
( i) 一 ( 曰× _ u o m ) dl u
() 4
() 4 磁力线 曲率 引起 的速度 漂移
( i)v ) u ( B
本 文结 合实 际制 管对 电极 形状 、 阴极 和第一 阳极 倾角 、 场分 布 、 流 、 一 阳极 电压 和第二 阳极 电压对 电子 注 磁 电 第
质 量 的影 响进 行 了讨 论和 模拟 [ ]在 此基 础上 , 化设 计 出了横 纵 速 度 比值 为 1 4 速度 离 散 为 4 5 的双 阳 2 , 优 ., .
形 式为 M 一一 ( / 5风 , w上 B ) 它是 抗 磁 性 的 , 可见 电子 的横 向动 能 w上越 大 磁 矩 越 大 , 电子 注 的 横 向漂 移 就 越
大 , 却 反 比于纵 向磁 场 , M B 表示 电子 引导 中心位 置 的磁感 应 强度 , 因此 我们 可 以将 引 导 中心 飘 移 分 为ห้องสมุดไป่ตู้以下 4
压缩 比为 6 3 . 6的缓变 磁场 。 () 2 正交 电磁 场引起 的速度 漂移
( 上) H 一 () 3
可见 这一 横 向漂移 速度 与 E和 B 是 垂 直的 。 ( ) 向惯 性 引起 的速 度漂移 3横

高亮度注入器电子枪研制

高亮度注入器电子枪研制

高亮度注入器电子枪研制
翟兴林;刘晨;管革新;杨真媛
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】1994(6)3
【摘要】研制了自由电子激光高亮度注入器的高重复频率强流短脉冲电子枪,实测测电子枪脉冲流强5.8A,脉冲半宽度2.2ns,脉冲重复频率2.16MHz。

由于电子枪使用阴栅组件,阴栅极间距仅0.2mm,脉冲电压很低就可触发,因此电子枪具有很高的重复频率。

【总页数】1页(P419)
【作者】翟兴林;刘晨;管革新;杨真媛
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.6
【相关文献】
1.上海宽波段自由电子激光用户装置高亮度注入器的微波系统 [J], 陈明;汤杰;郭以岗;丁春发;蒋晓马
2.SFEL高亮度注入器的设计和粒子动力学特性 [J], 赵小风;罗应雄
3.一种高亮度点状场发射电子枪的研制 [J], 杨德清;陈尔纲;木崇俊
4.狭缝法合肥光源高亮度注入器发射度测量系统 [J], 王晓辉;何志刚;方佳;孙葆根;贾启卡;唐雷雷;卢平;罗箐
5.基于双频栅控电子枪的组合型注入器设计 [J], 韩小溪;杨鹏
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皮尔斯电子枪的PIC模拟的开题报告

皮尔斯电子枪的PIC模拟的开题报告

皮尔斯电子枪的PIC模拟的开题报告1. 研究背景皮尔斯电子枪是一种常用于加速器和微波场发生器的电子枪,其原理基于皮尔斯发明的电子枪发射机构。

传统的皮尔斯电子枪结构通常由阳极、阴极、调制极和注入极等部分组成,其作用是通过阴极表面的光电效应将电子发射出去并加速到需要的速度。

在实际应用中,通常需要对电子枪的各个参数进行精确控制,以确保其稳定性和可靠性。

在如今的高科技时代,电子技术的发展日新月异,为电子枪的控制设计提供了更高效、更精确的工具。

其中,PIC模拟技术作为常用的电子枪仿真手段,可对多种电子枪结构进行动态仿真和优化设计。

因此,对于该领域技术和理论的深入研究和应用,具有十分重要的意义。

2. 研究目的本文旨在通过对皮尔斯电子枪的PIC模拟进行深入研究,探讨其在实际应用中的工作原理和性能特征,从而为电子枪的设计和优化提供更为全面准确的模拟模型和分析工具。

具体研究目标包括:1. 建立皮尔斯电子枪PIC模拟模型,分析其结构和工作原理;2. 研究电子束的发射过程,探究电场和磁场的作用机制;3. 分析电子束的发射速度和能量分布特征,探究线性加速器的加速特性;4. 对电子枪各项参数进行模拟和优化设计,探究参数变化对电子束的发射特性的影响。

3. 研究内容本研究将着重探讨以下内容:1. 皮尔斯电子枪结构的分析和数值模拟:建立三维PIC数值模拟模型,探究大信号和小信号下电子束在电场和磁场作用下的运动轨迹和加速特性。

2. 仿真分析电子束发射过程:对电子束的光电发射过程进行详细分析,探究电子束相互作用机制,验证数值模拟结果的准确性。

3. 研究线性加速器的加速特性:分析电子束的发射速度和能量分布特征,研究线性加速器和电子枪的耦合特性,分析电子束在线性加速器中的加速过程。

4. 参数优化设计:通过对电子枪的各项参数进行模拟和优化设计,探究参数变化对电子束发射特性的影响,为电子枪的工程应用提供参考。

4. 研究方法本研究将采用以下方法:1. 理论分析:结合皮尔斯电子枪的工作原理和电子束的发射机理进行定量的理论分析。

独立调谐热阴极微波电子枪实验研究

独立调谐热阴极微波电子枪实验研究

入 激 励微 波 电子枪 , 一 路 由首腔 馈 人激励 首 腔和 实现 阴极 表 面建场 引 出 电子 , 另 一路 由后续 腔馈 人并 通过 腔 间 耦 合 激励 各 腔 ; 两 路微 波互 不耦 合 。这种 设 计 , 既可 以通 过衰 减 器实 现 首 腔 电场 强度 的单 独调 节 , 又 可 以通 过 移 相 器实 现首 腔 和后续 腔 之 间的相 移连 续可 调 , 从 而 达到减 小 电子束 反 轰功 率 、 优 化束 流 品质 的 目的 , 文献[ 8 — 9 ] 分别 介 绍 了该微 波 电子枪 的物理设 计 与初 步热 测 实验 情况 。本文 在 此 基础 上 , 介 绍 了 目前本 单 位 在该 微 波 电子枪 上进 一 步开 展优 化热 测 实验研 究 、 降低 电子 反轰 、 提 高束 流 品质 的工作 情况 。
由电子 激光 装 置 ( B F E L) , 使平 均反 轰功 率 由 4 9 . 6 W 降到了 9 . 1 5 w( 重 复 频率 2 5 Hz 和 脉宽 6 s ) ; 文献E 6 ] 提出( 4 +1 / 2 ) 腔 高工 作 比热 阴极 微波 电子 枪 , 可 以有效 降 低 电子 反 轰 ; 文献E r ] 提 出采 用 1 / 2 +1 / 2 +1腔 型设
第2 5卷 第 3期
2 0 1 3年 3月
强 激 光 与 粒 子 束
HI G H PO W ER LA SER A N D P源自 R T I CLE BEA M S
Vo 1 . 2 5,No . 3
M a r ., 2 O1 3
文章编 号 : 1 0 0 1 — 4 3 2 2 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 7 3 7 — 0 4

低发射度C波段光阴极微波电子枪设计与优化

低发射度C波段光阴极微波电子枪设计与优化

第44卷第6期2021年6月V ol.44,No.6June2021核技术NUCLEAR TECHNIQUES低发射度C波段光阴极微波电子枪设计与优化王琳1,2,3方文程2,3,4赵振堂2,3,41(中国科学院上海应用物理研究所上海201800)2(中国科学院大学北京100049)3(上海同步辐射光源上海201204)4(中国科学院上海高等研究院上海201204)摘要自由电子激光(Free Electron Laser,FEL)对电子束的发射度有极高的要求。

近年来,可产生短电子束团并且具有高亮度性质的电子枪,是研发高性能FEL的核心部分,也是重要挑战与研究热点。

一个很有前景的方向是提高微波电子枪(RF电子枪)内的加速梯度。

提高现有电子枪的梯度,需要对电子枪微波场的优化、螺线管的设计和束流初始分布设置有全新的方案。

为了解决这个需要多参数协调优化的问题,本文基于上海软X射线自由电子激光装置,率先从空间电荷力、加速电场与发射度补偿的角度,系统地分析和探索了高梯度C波段光阴极电子枪升级的设计与优化的方法。

用ASTRA程序,对电子枪内不同电场强度对束流动力学的影响进行了模拟。

详细分析了发射度补偿原理,对螺线管的主副螺线圈电流比进行优化,并研究了初始束团分布对发射度的影响。

模拟结果表明:采用优化的电场强度、螺线管的主副螺线圈电流比与初始束团分布,电子枪输出束团的发射度有显著改善,满足FEL光源对于电子枪低发射度的要求。

关键词光阴极,电子枪,发射度,空间电荷力中图分类号TL503.1DOI:10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.060201Design and optimization of low-emittance C-band photocathode RF electron gunWANG Lin1,2,3FANG Wencheng2,3,4ZHAO Zhentang2,3,41(Shanghai Institute of Applied Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai201800,China)2(University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)3(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,Shanghai201204,China)4(Shanghai Advanced Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Shanghai201204,China)Abstract[Background]Free electron laser(FEL)has extremely high requirements on emittance of the electron beam.In recent years,electron guns that can produce short electron bunches and have high brightness properties have become an important challenge and research hotspot for the development of high-performance FEL.[Purpose]This study aims to increase the acceleration gradient in the RF electron gun by design and optimization of the C-band photocathode of the RF electron gun.[Methods]Based on Shanghai XFEL facility,a new scheme was proposed to国家重点研发计划(No.2018YFF0109203)、ANSO联合研究合作专项(No.ANSO-CR-KP-2020-16)资助第一作者:王琳,女,1993年出生,2016年毕业于中央民族大学,现为博士研究生,研究领域为微波高频技术与加速器物理通信作者:赵振堂,E-mail:收稿日期:2021-02-08,修回日期:2021-03-07Supported by National Key R&D Program of China(No.2018YFF0109203),the Alliance of International Science Organizations(No.ANSO-CR-KP-2020-16)First author:WANG Lin,female,born in1993,graduated from Minzu University of China in2016,doctoral student,focusing on RF technology and accelerator physicsCorresponding author:ZHAO Zhentang,E-mail:Received date:2021-02-08,revised date:2021-03-07王琳等:低发射度C波段光阴极微波电子枪设计与优化optimize the microwave field of electron gun,design the solenoid and set the initial beam distribution in terms of space charge effect.The effect of RF gradient in the RF gun on the beam dynamic was simulated.The principle of emittance compensation was analyzed in detail.The ASTRA code was used to optimize the current ratio of the solenoid's main and auxiliary coils from the engineering point of view,and the influence of the initial bunch distribution on the emittance was investigated.[Results and Conclusions]The results show that by optimizing the number of electron gun cavities,the current ratio between the main and auxiliary solenoid coils of the solenoid and the initial bunch distribution,the emittance of the output bunch of the electron gun is significantly improved, satisfying the low emittance requirements of the FEL light source for the electron gun.Key words Photocathode,RF gun,Emittance,Space charge force近年来,第四代X射线光源开始蓬勃发展。

某7.62mm电击发狙击枪内弹道多目标优化设计

某7.62mm电击发狙击枪内弹道多目标优化设计

某7.62mm电击发狙击枪内弹道多目标优化设计
蔡昌鹏;薛百文;杨臻;张哲伟
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2022(47)7
【摘要】为了提高某7.62mm电击发狙击枪射击精度,在经典内弹道理论的基础上构建了基于电底火的内弹道计算模型,通过最优拉丁超立方设计对内弹道参数极差范围进行优化,对影响时间和速度的因素进行灵敏度分析,选取其中影响较大的因素为变量,利用多目标遗传算法,以最大速度和最小内弹道全过程时间为目标进行优化,得到内弹道参数的最优解。

试验结果表明,初速极差比优化前提高了40%,内弹道全过程时间极差比优化前提高了5.6%。

【总页数】7页(P7-13)
【作者】蔡昌鹏;薛百文;杨臻;张哲伟
【作者单位】中北大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ012.1
【相关文献】
1.基于多目标多学科设计优化方法的再入弹道设计研究
2.一种多目标果蝇算法及其在全弹道优化设计中的应用
3.基于Pareto遗传算法的无后坐炮内弹道多目标优化设计
4.内弹道多目标优化算法对比分析
5.基于多目标蝙蝠算法的加农炮内弹道性能优化研究
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高压型低能大功率辐照加速器电子枪研制

高压型低能大功率辐照加速器电子枪研制
中 图分 类 号 : L 0 . T 53 3 文献标志码 : A 文章 编 号 :0 0 6 3 ( 0 0 0 3 50 1 0 — 9 1 2 1 ) 30 2 — 6
De eo m e f El c r n Gu e n Co k r f— a t n Ac e e a o v lp nto e t o n Us d o c c o tW lo c l r t r
A b ta t The lc r n sr c : e e ton gu wa d v l p d nd s e e o e a w i1 e s d on he l b u e t Co ke o tW a t c r f— lon a c l r t o l c r r a a i n pr c s i g. T he s r t e,sz nd o e a i a a — c e e a orf r ee t on ir dito o e sn t uc ur i e a p r ton p r m e e sw e e o i ie l c r a e t T h e uls s o ha t an pe f r a c t r r ptm z d by ee t on be m t s . e r s t h w t tism i r o m n e
f r I r d a i n Pr c s i g o r a i to o e sn
QI Ju c a g N i— h n ,ZHANG e— o g W i n ,CUIZ i e g d h— n p
( o H i —e hCo p r t nLi td,Bejn 0 4 3 h n ) Atm ghtc r o a i mie o iig 1 2 1 ,C ia

15kW-60k电子枪的研制

15kW-60k电子枪的研制

15kW-60k电子枪的研制15kW/60k电子枪的研制电子枪是一种利用电子束加热材料的设备,广泛应用于工业生产中的焊接、熔化、融合等工艺。

近年来,随着工业技术的发展和需求的不断增加,研制一种功率更高、效率更高的电子枪成为了科学家们的目标。

在这个背景下,科研人员开始研制一种功率为15kW,能量为60k的电子枪。

这种电子枪的研制过程可以分为三个关键步骤:设计、制造和测试。

首先是设计阶段。

科研人员根据需求和现有技术,设计了适合的电子枪结构。

该电子枪采用了先进的电子束发射器和电子束聚焦系统,以确保电子束能够准确、高效地加热目标材料。

设计过程中,科研人员还考虑了电子束的稳定性和控制性能,以提高电子束的加热效果和操作便利性。

接下来是制造阶段。

根据设计图纸,科研人员使用先进的制造工艺和材料,制造出电子枪的各个组件。

电子束发射器、聚焦系统和功率控制器等关键部件都经过严格的加工和装配,确保其质量和性能达到设计要求。

制造过程中,科研人员对每个组件进行了严格的测试和质量控制,以确保电子枪的整体性能。

最后是测试阶段。

科研人员将制造好的电子枪进行了一系列的测试和性能评估。

测试过程中,他们通过测量电子束的功率、能量和稳定性等指标,评估电子枪的整体性能。

同时,他们还对电子枪进行了长时间运行和负载测试,以确保其在实际工作中的稳定性和可靠性。

经过多次的实验和优化,科研人员成功地研制出了一款功率为15kW,能量为60k的电子枪。

该电子枪在工业生产中具有广泛的应用前景,能够提高焊接、熔化和融合等工艺的效率和质量。

此外,该电子枪还具有操作简便、能耗低等优点,将对工业生产产生积极的影响。

总之,15kW/60k电子枪的研制是一项具有重要意义的工作。

通过科学的设计、精确的制造和严格的测试,科研人员成功地实现了目标。

这一成果将为工业生产带来新的机遇和挑战,推动相关领域的发展进步。

光阴极微波电子枪优化设计的考虑

光阴极微波电子枪优化设计的考虑

光阴极微波电子枪优化设计的考虑
杨希;赵夔;郝建奎;张保澄;张令翊;唐渝兴;张云驰;陈佳洱
【期刊名称】《原子核物理评论》
【年(卷),期】2000(17)2
【摘要】对光阴极微波电子枪进行了优化设计 ,给出了光阳极微波腔的形状、电参数和电场分布 .电子束团初始参数对束流横向发射度的影响 ,用 Parmela程序对其进行了优化 ,得到了一组最优参数 .考虑了补偿线圈对束流发射度的影响 ,对线圈的位置和电流的大小做了优化 .经过优化后得到腔出口处的横向发射度为
1 .39πmm.mrad,达到了设计时的要求 .
【总页数】6页(P121-126)
【关键词】自由电子激光;光阴极微波电子枪;加速器
【作者】杨希;赵夔;郝建奎;张保澄;张令翊;唐渝兴;张云驰;陈佳洱
【作者单位】北京大学重离子物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TL503.3
【相关文献】
1.低发射度L波段光阴极微波电子枪物理设计 [J], 李成龙;汤振兴;裴元吉
2.用于DC-SC光阴极微波电子枪中的Cs2Te光阴极研制 [J], 向蓉;林林;张保澄;鲁向阳;全胜文;王莉芳;赵夔
3.强流低发射度光阴极微波电子枪的优化设计 [J], 郝建奎;赵夔;张保澄;杨希;唐渝
兴;黄森林;陈佳洱
4.用于短波长FEL的光阴极微波电子枪设计研究 [J], 赵镪;李永贵
5.低发射度C波段光阴极微波电子枪设计与优化 [J], 王琳;方文程;赵振堂
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微动粒子群优化算法用于Egun的多参量优化

微动粒子群优化算法用于Egun的多参量优化

第22卷第12期2010年12月强激光与粒子束H 1G H PO W E R I 。

A SE R A N D PA R T I C L E B E A M S V 01.22,N o .12D ec .,2010文章编号:1001—4322(2010)12—2940—05微动粒子群优化算法用于Egun 的多参量优化’范俊杰,张兆传(中国科学院,电子学研究所高功率微波源与技术重点实验室,北京100190)摘要:针对2维电子光学多参量优化问题,采用微动粒子群优化算法。

在给出目标电子轨迹和优化范围的前提下,可以得到趋近于该电子轨迹的真空边界和聚束磁结构。

该算法分为前后两阶段:第一阶段采用前后试探法(微动)。

同时参照最优粒子的信息;第二阶段采用标准粒子群优化算法。

针对涉及多个相关参量的电子光学设计问题,标准粒子群优化算法仅能保证以较高概率收敛到局部最佳解,而微动粒子群优化算法能以较高概率收敛到全局最佳解。

并且展现了多核计算机在电子光学设计上的潜力。

初步的软件试验显示:消耗人类工程师几周时间的电子光学设计问题,用微动粒子群算法在普通个人计算机上几十小时就能完成。

关键词:微动粒子群优化算法;微动;电子轨迹;多参量优化中图分类号:T N l 02文献标志码:A doi :l O .3788/H P L PB 20102212.1940很多电真空项目都需要配置电子轨迹[1];在设计中,电子轨迹往往非常敏感,而且任何结构尺寸的改变都会影响多处电子轨迹,且结构参量间的相关性很高。

从一套结构参数计算出电子轨迹较为容易[2。

3],但是从一定的电子轨迹逆向求出一套结构参数比较困难。

研究人员一直很关注用什么样的实际物理结构产生出所需的电子轨迹,以及怎样用多参量优化算法来寻找全局最佳解。

印度中央电子工程研究学院(C EE R I )首先将自动化引入Egun 电子光学设计软件,编制的P i er c e 电子光学设计软件A PG D [43采用随机优化技术,只需要输入电压、电流、束腰半径等基本参数,就能得到电子枪各电极的尺寸。

低能量电子枪的技术研发

低能量电子枪的技术研发
低能量 电子枪 的技术研发
赵 宇 (驻马店职业技术 学院,河南驻马店 ,463000)
摘要 :为 了更好 的研究 电子 枪的研发技 术,本文 对它 的基本原 理和设计 内容 以及 技术测试这三个 部分进行分析 。本次进行技 术研究的 电子枪主要是 由聚焦 电极,阴阳极 以及控制极组成 的,该 电子将具备能量调节 以及 电子束 的发射和聚焦能力 。通过本 次技术实验证 明此装置 的电子枪 可 以在 0到 500曝光值 之间进行连续性 的调 节,电子束呈现 的密度 比较充足 ,聚焦效果也 比 较理想,能够在 实际中得到一定的应用 。 关键 词 :电子枪 ;电势分布 ;控 制电源 ;低 能量
高 的实验温度 ,导 致 电子所 呈现的能量 高于实 际的功 函数 ,该 电 通过进入到 电场 中,能够对 电子束起 到发散作用的功能。这样就对
子就会 作为一种热量形式被发射 出来 。以理查德森规律为指导我 它 的焦点位置进行改变,以此在样 品表面进行束斑尺寸 的改变。
们 可以发现 ,发射 常数是具有 不确定性 的具体数值 ,主要 是根据 2基本设计
Research and development of low energy electron gun
Zhao Yu
(vocational technical college of zhumadian, Zhumadian Henan,463000)
Abstract: In order to better study the research and development of electron gun, thiS paper analyzes the basic principles and design contents and technical test. The electron gun in thiS study iS mainly composed of focusing electrode, Yin and Yang and controlling pole. The electron will have energy regulation and electron beam emiSSion and focusing abi1ity. Experiment proved that thiS device through the technology of electron g un can be between 0 and 500 exposure for the adjustment of the continuity, the density of electron bea m to present more sufficient, focusing effect is more ideal, also Ca n get a certain appl ication in pract ice. Keywords:electron gun: Potential distribution: Control power supply: Low energy

对皮尔斯电子枪综合法的改进

对皮尔斯电子枪综合法的改进
角 在 阳极 头位 置 Z 处 的半 径 。 。
电子枪 初始 值 的传统设 计 方法 主要 有 图解法与 缩
尺法 , 这两种 方 法都 有 严 重 的 不足 。图 解 法依 据 设 但 计 目标在 一套 多张 设计 曲线 上 进行 查 找 设 计 , 但 耗 不 费的时 间多 , 而且单 图读 图误差 不可 避免 , 累计 误 差很 严重 ; 尺法是 从 已有 电子枪 中派生 出新 的设 计 , 缩 工作
量 虽然不 大 , 受 限于 已有 的电子枪 结构 类 型 。此 外 , 但 这两 种方 法都严 重 依赖 于设 计 者 的经 验 。皮尔 斯 电子 枪
综合 法克 服 了以上 缺点 。迭代综 合 法 由 Va g a u h n于 18 年 最 先提 出嘲 ; way等 人 于 18 91 Ti r 97年至 18 提 9 8年
文章 编 号 : i0 —3 2 2 0 ) 914 —5 0 14 2 (0 60 —5 40
对 皮 尔 斯 电子 枪 综 合 法 的改 进
杨赤如, 贾宝富, 朱兆君
( 电子 科 技 大 学 应 用 物 理 研 究所 , 都 60 5 ) 成 10 4

要 : 在 低 压 缩 比 、 导 流 系 数 情 况 下 , Vag a 代 综 合 法 因 阴极 半 锥 角 初 始 值 取 得 不 合 理 而 失 低 对 u h n迭
出了非 迭 代综 合法 。 0 1 , h r 等人 对 Va g a 迭 代 法 进行 了修 正嘲 , 一 步 提 高 了 阳极 半径 的设 在2 0 年 S ama u hn 进
* 收稿 日期 :0 60—3 修 订 日期 :0 60 —4 2 0 —40 } 2 0 —70 基 金项 目 : 国防 科 技 基 础 研 究 基 金 资助 课 题 作者 简 介 : 赤 如 (9 9 ) 女 , 士研 究 生 , 事微 波管 C 杨 17一 , 硕 从 AD 及微 波 管 小 型化 研 究 工 作 }yn c i 9 ( 6 .o 。 ag hr 7 ̄1 3 cr a n

XEA枪聚焦性能研究

XEA枪聚焦性能研究

XEA枪聚焦性能研究
邹小豹;李朝明;董北斗
【期刊名称】《显示器件技术》
【年(卷),期】2003(000)001
【摘要】日立公司的EA—UB电子枪是比较成熟的产品,形成了EA—UB枪、SDF枪、AF枪等系列产品,用于大屏幕彩管。

为了进一步改进电子枪的聚焦性能,保证大屏幕纯平面彩管的品位,日立公司最近开发出新一代XEA电子枪,本文对XEA电子枪电子束形成区、主透镜等进行了计算机模拟,对该优异性能的内在原
因进行了分析和研究。

【总页数】5页(P5-9)
【作者】邹小豹;李朝明;董北斗
【作者单位】广东福地科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN141.32
【相关文献】
1.气钉枪枪体材料A356替换ADC12的压铸性能分析 [J], 薛刚;李俊源;姜献峰
2.德国制造的性能优良的手枪产品——沃尔特P-99手枪 [J], 王宁
3.聚焦战斗部破片聚焦性能的数值计算和试验研究 [J], 王娟娟;郭双锋;袁宝慧;程
淑杰;刘韩晖
4.不同起爆方式对聚焦型战斗部聚焦性能影响的试验研究 [J], 李晋庆;胡焕性
5.XEA枪聚焦性能研究 [J], 邹小豹;李朝明;董北斗
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高效率行波管电子枪设计及其优化

高效率行波管电子枪设计及其优化

论及经验修正值综合在一套计算公式中, 设计者只要给出皮尔斯会聚枪的阴极电流发射密度 ! F 、 电子注电压
[ @?$ ] "F 、 注腰半径 # G 和注电流 $ F , 就可以通过该方法计算得到电子枪的主要结构参数 , 包括阴极半径 # F , 阴极曲
率半径 % F , 阳极孔半径 % H , 阳极孔轴向位置 & H 及注腰位置 & I 。将该方法用于单阳极、 双阳极等电子枪几何尺 寸的初步设计 ( 把阳极孔半径和位置当作阳极头上某顶点坐标位置) , 都能够起到很好的参考作用, 与一般采用
;I?


Hale Waihona Puke 光与粒子

第 %A 卷
& & 将表 % 所示电子枪初始尺寸参数用 ’789 软件仿真 计算, 结果如表 : 所示。该结果也验证了综合迭代法的 有效性, 电子轨迹如图 % 所示。
!" 建立电子注性能优化的目标函数
& & 电子枪设计中, 电子注性能的优化常常需要对各个 结构参数不断地做出调整, 进行大量的重复计算, 而结构 参数的每一次调整都会使导流系数、 注腰半径、 层流性等 性能参数发生不同程度的改变, 同时由于各个性能参数 之间没有确定的变化关系, 优化的时候需要分别予以考 虑。因此如果建立一个综合评价性能参数的目标函数以
!"#$ %& ’()*+,-. +,/0)*+-,")1 -2 +3) 14.+3)1"1 5)+3-6 图 %& 综合迭代法计算结果电子轨迹图
量化优化结果, 那么在对结构参数进行调整的时候, 可以使优化目标更加明确。 & & 导流系数、 注腰半径等参数一般根据行波管整管设计要求提出设计目标 ( 设导流系数和注腰半径的设计 ! 和 "6 , ") 。而好的层流性即要求电子轨迹间交叉少, 各条轨迹的最小值点都 目标及实际设计结果分别为 ! 6 , 落在一个小的轴向区间内并且在此区间内轨迹线尽可能互相平行, 因此可以用各条电子轨迹径向最小值 " # 的

高精度电子束偏转系统优化建立与仿真研究

高精度电子束偏转系统优化建立与仿真研究

高精度电子束偏转系统优化建立与仿真研究
贾子朝;郭志伟;高学林
【期刊名称】《真空》
【年(卷),期】2024(61)2
【摘要】电子束的高精度传输控制对于确保电子枪在金属熔炼、蒸发镀膜及电子束焊接等领域的可靠应用具有重要意义。

针对电子束在金属物料蒸发环境中的传输控制技术开展研究,基于CST粒子仿真分析软件建立了30 kV电子束偏转模型,分析了偏转装置结构及位置参数变化对电子束分布的影响规律,通过仿真设计优化得到了满足需求的电子束偏转控制参数与结构。

试验验证表明该结构下的电子束传输轨迹可控,建立的30 kV电子束偏转系统满足要求。

【总页数】6页(P47-52)
【作者】贾子朝;郭志伟;高学林
【作者单位】核工业理化工程研究院;粒子输运与富集技术全国重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TF134
【相关文献】
1.基于Helmholtz的低感抗电子束偏转扫描线圈仿真
2.控制电子束高频偏转扫描的电磁系统仿真及设计
3.电子束高频偏转扫描线圈的设计与仿真
4.电子束偏转扫描线圈的设计与仿真
5.多相绕组电子束偏转扫描装置仿真分析
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紧凑型自由电子激光太赫兹源研究进展

紧凑型自由电子激光太赫兹源研究进展
的 太 赫 兹 辐 射 源 的研 制 已 成 为 同 内外 研 究 的热 点 。 目前 ,美 国 、 日本 和 欧 洲 等 都 非 常 重 视 太 赫 兹 技 术 的研 究 … , 国际 上 已 有 一 百 多 个 研 究 组 从 事 有 关 T z 关 领 域 的 研 究 。 太 赫 兹 (H ) 射 在 物 理 、化 学 、信 息 和 牛 物 等 基 H 相 T z辐 础 研 究 领 域 以及 材 料 、通 信 、国 家 安 全 等 技 术 领 域 具 有 重 大 的科 学 价 值 和 广 阔 的应 用 前 景 [4 31 。
根 据 紧 凑 型 自 由 电 子 激 光 太 赫 兹 源 总 体 设 计 ( 1 设 计 参 数 )利 用 三 维 OSF L程 序 进 行 了 三 维 模 拟 计 算 , 表 为 , IE 得 到 F L光 场 的 各 参 数 指 标 如 表 2所 示 ,其 中 r为 输 出孔 半 径 ,Ⅳ 为 光 场 达 到 饱 和 时 的 光 程 数 ,P 饱 和 时 E n。 i 为
腔 内功率 ,
为饱 和时输 出的峰值 功率 。
表 1紧凑型 白南电子激光太赫兹 源电子束参数 f 设计值) 和摇摆器参数
p rm ee s f e m aa tr b a o ceg/ e n r yM V p a u r n/ e kc re t A p l d hp u s wi t/ s e e t n e mi a c / mm 。 a t mr d 65 1 0 1 0 2 0 p r mee s f g lr a a tr wi ge o l g ho p r dc e t f ei /m n o ma n t edT g ei f l/ ci n m b ro p r d u e f ei s o p r mee s f p ia c vt a a tr o t l a i o c y 32 . O5 4 0

强流电子枪电子光学性能的研究

强流电子枪电子光学性能的研究

第16卷 第2期强激光与粒子束Vol.16,No.2 2004年2月HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Feb.,2004 文章编号:1001-4322(2004)02-0246-05强流电子枪电子光学性能的研究*殷学军1,2, 夏佳文1, 刘振灏1, 杨建成1,2, 武军霞1,2,刘 伟1,2, 夏国兴1,2, 刘 勇1,2(1.中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州730000;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘 要: 利用SLAC-226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW )的电子枪光学系统性能进行了研究。

计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础,在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。

在该程序中,网格的划分采用正方形网格;解泊松方程采用半迭代切比雪夫法;解轨迹方程采用四阶龙格-库塔法。

经过对轴上电位的优化计算,得到了轴上电场的分布,电子轨迹以及阳极孔处的径迹斜率等结果,并且对外加电场与空间电荷场对束流的聚焦作用作了比较分析。

计算发现,电子初始角和初始能量(对束流的)聚焦性能影响很小,二极管间距d =58.5mm 时对束流聚焦最有利。

关键词: 强流电子枪; 电子加速器; 电子光学中图分类号:TL503 文献标识码:A工业用大功率电子加速器是一种直流高压型加速器,具有效率高,造价低,结构紧凑等特点。

在燃煤电站工业废气的脱硫脱硝处理,辐照交联电线电缆绝缘层的改性,工业废水的净化处理,谷物杀菌,材料的涂层固化等工农业生产中有着广泛的应用前景。

由于LaB 6具有良好的发射特性和较强的抗中毒性能,所以目前许多电子枪采用它作为阴极材料。

我们也根据实际情况,将LaB 6作为电子枪的发射材料。

1 计算条件1.1 边界条件电子发射系统采用的是六硼化镧(LaB 6)平面阴极[1,2],计算边界条件如图1所示,计算参量见表1,阴极电位V =0。

形貌优化在机枪枪管频率设计中的应用以及射击精度改进研究

形貌优化在机枪枪管频率设计中的应用以及射击精度改进研究

形貌优化在机枪枪管频率设计中的应用以及射击精度改进研究摘要:为了提高机枪系统射击精度,将瞬态动力学与模态分析技术相结合,为枪管结构形貌优化选择了合适的目标模态,对其进行了形貌优化。

采用刚柔耦合动力学与外弹道计算对优化前后机枪系统动力学响应特性、射击精度进行了对比研究。

结果表明:采用优化后的枪管结构后,枪口高低方向振动位移、速度、射角最大值分别减少了40%,52%,46%左右,效果良好。

并且,机枪射击精度指标R50,R70分别由原先的7.7,11.6cm下降为2.6,6.4cm,射击精度指标分别提高了66%,44%左右,提升效果较为明显。

此研究可为同类武器结构设计提供参考。

关键词:枪管;形貌优化;射击精度;动力学;有限元中图分类号:TJ203文献标志码:A文章编号:1004-4523(2015)06-0946-06 DOI:10.16385/ki.issn.1004-4523.2015.06.0121概述随着机枪系统的轻量化设计的要求不断提高,机枪结构中总是不可避免地存在着一些刚度较差的薄弱环节,如:枪管、枪架等细长结构[1-2]。

由于机枪发射为一强冲击过程,该过程中的强冲击载荷会使得刚度较差的结构发生较大的弹性变形,使机枪系统产生较为显著的结构振动[3-4]。

在外弹道条件一致的情况下,机枪系统射弹散布将直接取决于弹头出枪口瞬时枪口的振动姿态上(即弹头初始扰动),如图1所示。

弹头初始扰动波动程度越大,则弹头最终散布越大,射击精度越差。

为了提高机枪系统射击精度,可以对枪管固有频率进行优化设计,使其固有频率增加,则机枪在相邻两次发射期间,枪口将获得更多的振动衰减次数,弹头初始扰动波动程度也更小,从而达到提高机枪射击精度的目的。

形貌优化是一种形状最佳化的方法,即在板壳结构中寻找最优加强筋分布参数来改变结构的频率与强度[5]。

对结构进行形貌优化的关键是选取合适的目标模态作为目标函数。

本文采用模态分析与瞬态动力学分析相结合的方法选取目标模态。

低能量电子枪的技术研发

低能量电子枪的技术研发

低能量电子枪的技术研发赵宇【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2018(0)1【摘要】In order to better study the research and development of electron gun, this paper analyzes the basic principles and design contents and technical test. The electron gun in this study is mainly composed of focusing electrode, Yin and Yang and controlling pole. The electron will have energy regulation and electron beam emission and focusing ability. Experiment proved that this device through the technology of electrongun can be between 0 and 500 exposure for the adjustment of the continuity, the density of electron beam to present more sufficient, focusing effect is more ideal, also can get a certain application in practice.%为了更好的研究电子枪的研发技术,本文对它的基本原理和设计内容以及技术测试这三个部分进行分析.本次进行技术研究的电子枪主要是由聚焦电极,阴阳极以及控制极组成的,该电子将具备能量调节以及电子束的发射和聚焦能力.通过本次技术实验证明此装置的电子枪可以在0到500曝光值之间进行连续性的调节,电子束呈现的密度比较充足,聚焦效果也比较理想,能够在实际中得到一定的应用.【总页数】2页(P29-30)【作者】赵宇【作者单位】驻马店职业技术学院,河南驻马店,463000【正文语种】中文【相关文献】1.低反轰热阴极微波电子枪初步实验 [J], 柏伟;黎明;沈旭明;陈亚男;王汉斌;单李军;陈天才2.低反轰多腔热阴极微波电子枪物理设计 [J], 柏伟;黎明;杨兴繁;沈旭明3.低能量电子枪的研发 [J], 薛冬冬;孙秀宇;游燕;侯宾宾;洪宇;臧侃;董华军;郭方准4.多能量档电子直线加速器用栅控电子枪电源研究 [J], 张立锋;杨圣;刘保杰;余国龙;韩广文;朱志斌5.“高铁低硅低镁烧结技术研发与应用”项目获得2021年中国宝武技术创新重大成果奖三等奖 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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8 Cavities CSM Perveance: 0.25 µp Efficiency: 84.61% Short length
进度计划-2016-2020
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
2016.01-2016.08完成速调管电子枪设计; 2016.05-2016.10完成速调管收集极设计; 2016.04-2017.08完成速调管输出窗设计; 2017.01-2017.06完成速调管聚焦线圈设计; 2017.06-2017.10完成常规效率速调管谐振腔设计; 2017.08-2017.12进行常规效率速调管机械设计; 2017.06-2018.08进行高效率速调管设计; 2017.01-2019.03进行常规效率速调管样管加工和测试; 2018.09-2019.11进行高效率速调管样管加工与测试; 2019.12-2020.03项目结题与验收。
水路结构
温度分布
研制进展-整管机械设计
初步完成常规效率整管机械设计
研制进展-高效率设计
6 Cavities 2nd harmonic cavity Perveance: 0.65 µp Efficiency: 73%
8 Cavities BAC Perveance: 0.65 µp Efficiency: 79.41%
研制进展
实施方案: ① 国内无相关研制经验,研制策略是从易到难,首 先进行常规效率速调管研制; ② 为节约经费,样管部分电子枪、聚焦线圈和收集 极部件可拆卸和重复使用; ③ 更换谐振腔串设计后,进行高效率速调管加工。
研制进展
常规效率设计
重复使用电子枪、 聚焦线圈和收集极 高效率设计
研制进展
与 此 同 时 , 利 用 院 特 聘 研 究 员 计 划 引 进 KEK Shigeki Fukuda教授来所长期工作。
总结
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 完成速调管电子枪设计; 完成输出窗设计; 完成收集极设计; 完成常规效率速调管理论设计; 正进行高效率速调管理论设计; 正进行常规效率速调管机械设计; 即将启动常规效率速调管加工; 争取早日在国内完成高效率连续波速调管研制工 作。
谢谢大家!
CEPC 高效率速调管研制
周祖圣
中国科学院高能物理研究所 2017.12.01
内容提要

背景 设计方案 研制进展 进度计划 总结
背景
希格斯粒子发现后,中国科学家于 2012 年提出建 造下一代环形正负电子对撞机(CEPC)并适时转为质 子对撞机(SppC)的方案,同时欧洲也提出基于LHC 的FCC方案,日本也提出ILC方案,都希望在未来高能 物理方面有新的突破。
POSSION程序计算及优化得到的二维磁聚焦模型
研制进展-谐振腔串
使用CST和ANSYS程序进行多物理耦合场分析,设计并 优化谐振腔冷却方式
研制进展-收集极
采用强制水冷方式,考虑速调管长度,计算并优化得 到收集极设计,可承受满功率电子注的热耗散。
热负载
温度分布
热应力
总体结构
研制进展-输出窗
650MHz/800kW时S11小于-90dB 600-700MHz频率范围内S参数均小于-30dB ±0.5MHz带宽内驻波比小于1.05
导流系数(µP) 阴极面电流密度(A/cm2) 阴极面电流密度均匀度(%)
17.8
0.64 <0.45 --
17.48
0.64 0.39~0.43 9.8%
17.48
0.65 ---
17.64
0.64 ---
17.5
0.65 <0.5 <10%
研制进展-聚焦线圈
利用 POSSION 程序对磁聚焦进行设计并优化,最终确 定聚焦磁场由1组反线圈和15组常规线圈产生
背景
因此,2016年初,在所创新经费的支持下启动了 高效率速调管设计工作。 2017年,在王贻芳“科学家工作室”经费支持下 ,开始样管研制工作。
设计方案
SRF参数需求
参数
工作频率(MHz) 腔型
CEPC布局示意图
10GeV→45/120GeV
45/120GeV
45/120GeV
设计值
650 2-cell超导腔
研制进展
与地方政府和企业成立“大功率器件工业研究院” ,进行速调管产业化研究。
研制进展
与企业和相关研究所成立联合研制小组,进行“ 产学研”合作。
研制进展-总体设计
三维 CST 程序模拟计算得到的速调管饱和输出功率为 769.5kW,效率为64.1%,饱和输出增益为48.4dB。
电子注运动轨迹 电子注纵向相空间变化
背景
FCC 和 CEPC 等 未 来 加 速 器 , 由 于 束 流 功 率 高 ( 30~50MW/Beam ),对功率源效率提出了更高的要
求,更高的效率意味着更低的造价以及更低的运行费 用,因此,研制高效率的功率源是未来加速器需要首 要考虑的问题。
背景
考虑到在百千瓦量级 RF功率源的现状,速调管在 其稳定性和寿命方面仍然是大型加速器功率源的首 选。
9 Cavities BAC Perveance: 0.65 µp Efficiency: 85.43%
8 Cavities BAC Perveance: 0.25 µp Efficiency: 85%
9 Cavities BAC Perveance: 0.25 µp Efficiency: 82% Short length
10GeV
单腔输入功率(kW)
腔总数
278
336
设计方案
① 考虑到速调管功率水平和造价,采用一套速调管给 两个超导腔提供功率,即“一带二方”案; ② 考虑功率传输损耗、超导腔失配引起的反射及低电 平反馈系统要求,速调管输出功率确定为800kW连 续波功率; ③ 目前连续波速调管效率约60-65%,考虑到理论和技 术的发展,确定效率研制目标值80%。
He joined to the many projects such as TRISTAN, KEKB, J-Parc, FEL, NLC (Next Linear Collider), cERL, and STF/ILC (International Linear Collider). He had been the leader of rf group in KEK Linac and contributed to the many developments of rf, including klystron, power supply and power distribution system and the maintenance work of the accelerator operation. From 2005, he joined to GDE of ILC and from 2008; he was a convener of rf system of ILC and contributed to ILC-TDR. ILC rf schemes of DRFS and DKS were proposed by him. For klystron study, he joined to US-Japan collaboration to develop 150 MW klystron from 1983 to 1984 in SLAC USA. He contributed to the developments of S-band 50 MW klystron in KEKB, 324 MHz and 972 MHz 3 MW pulsed klystrons of J-Parc, by solving the oscillation problem of inversely propagating electron form collector and the drift tube oscillation. From 2015, he joined to the CEPC klystron development in China as the invited foreign professor.
速调管时域输出信号波形
时域输出信号波形频谱
研制进展-电子枪
根据Vaughan提出的设计理论建立电子枪的基本结构 利用电子光学计算软件进行模拟计算并优化
DGUN、EGUN、MAGIC及CST模拟计算得到的电子注光学
电子枪参数的优化结果
参数 DGUN EGUN MAGIC2D CST 设计值
束腰半径(mm)
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