针对金属双边二次电子倍增现象, 分析给出了电子共振方程、共振相位、相位聚焦条件以及碰撞电势; 并根据二次电子发射的材料特性, 研究了金属双边二次电子倍增的敏感区间。利用蒙特卡罗方法抽样选取电子初始发射能量和角度, 数值研究了二次电子倍增的敏感区间, 并与理论结果进行了比对, 给出了二次电子数目随时间的增长关系。利用材料二次发射特性的经验公式, 辅以电子碰撞角和碰撞能量计算以及对二次电子初始能量和发射角度的蒙特卡罗随机抽样算法, 编制了3维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE的金属边界二次电子发射功能模块, 模拟金属双平板二次电子倍增过程, 获得了二次电子倍增物理图像、二次电子数目随时间演化规律等结果。模拟结果不仅验证了理论分析, 还表明在合适的条件下, 空间电荷限制作用将导致二次电子倍增的饱和。

为理解磁绝缘线振荡器(MILO)实验中频频出现的模式竞争问题,利用3维全电磁粒子模拟程序对C波段MILO的实验模型进行研究,探索各种非对称激励机制对产生微波模式的影响,结果显示:阴极电子随机发射、电压的慢上升前沿、较低的电压等因素都可导致非对称高阶模式的产生,并使输出微波功率大大降低。模拟计算得出MILO中存在频率为3.6 GHz左右的基模和频率分别为3.7,4.1,4.6 GHz左右的3种高阶模式,与Karat计算结果基本一致。