强激光与粒子束
2021, 33(10): 104004
强激光与粒子束
2021, 33(5): 053001
近年来热阴极特别是钪系阴极得到充分发展，有望成为高功率微波的电子源。提出一种基于热阴极的新型“面包圈”式电子枪模型，以此电子枪作为相对论返波管的环形电子束发射源。通过仿真软件 CST PARTICLE STUDIO对模型进行仿真验证，所得电子枪发射电流为 786 A，阴极发射电流密度为30 A/cm2，电子束密度为 305 A/cm2，电子通过率为 99.9%。最后对热阴极在高功率微波器件中的应用进行了初步探索。
环形电子束 热阴极 相对论返波管 高功率微波 annular electron beam thermionic cathode relativistic backward wave oscillator high power microwave 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(1): 131
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621999
从热发射理论出发，推导了非均匀发射阴极的均方根本征发射度的一般计算形式。针对一种最常见的温度径向分布近似模型，给出了均方根发射度随温度非均匀性变化趋势的理论数值解。基于有限差分法粒子仿真技术统计了热阴极的本征发射度，仿真结果与理论解一致，验证了非均匀发射热阴极本征均方根发射度一般形式的正确性。结果表明，径向温度非均匀性引起均方根发射度显著变化，非均匀系数为10%时引起均方根发射度下降约15%。本文建立的理论形式和仿真方法可以有效评估束流品质控制目标和工程热设计之间的依赖关系，以指导高效费比的工程设计。
热阴极 有限差分电磁场粒子仿真 本征发射度 温度非均匀性 阴极寿命 thermionic cathode FDTD-PIC intrinsic emittance temperature variation cathode lifetime 强激光与粒子束
2018, 30(3): 035101
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710119
2 西安交通大学研究生院，西安 710119
3 中国科学院国家空间科学中心，北京 100190
研制一种用于热离子、紫外、X射线等多种目标源的成像探测器.该探测器输出为一张目标源的灰度图像，该图像的灰度等级及其分布对应目标源的强度分布，图像的灰度分布均匀性对应目标源的束流均匀性.以紫外光源作为目标源对探测器的性能参量进行实验测试，实验结果表明该探测器的空间分辨率优于120 μm，输出均匀性优于97%，输入输出正比性误差小于±4%.
成像探测器 热离子 紫外 灰度分析 均匀度 Imaging detector Thermionic Ultraviolet Gradation analysis Uniformity
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
中国工程物理研究院紧凑型自由电子激光太赫兹源装置采用了两路微波独立调谐热阴极微波电子枪作为注入器，一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场并引出电子，另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔，两路微波互不耦合。对于这种微波激励方式，微波电子枪首腔的电场相位和幅度在实验中均可调节，因此可以通过实验研究来优化微波电子枪的工作参数，从而减小热阴极微波电子枪的电子反轰效应，提高束流品质。介绍了该热阴极微波电子枪热测实验研究的最新结果，通过BCT测得微波电子枪出口处束流强度超过400 mA，电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化，这些指标和实验现象与理论研究结果较为吻合
独立调谐腔 热阴极 微波电子枪 实验研究 independently tunable cells thermionic cathode RF gun experimental research 强激光与粒子束
2015, 27(9): 095103
研究了一种LaB6与TaC混合涂层热阴极，其发射层通过均匀混合LaB6与TaC粉末得到。比较了该阴极在LaB6与TaC混合比例为1∶1, 2∶1和3∶1下的发射特性，发现混合型LaB6阴极的功函数与多晶LaB6阴极的非常接近，在3∶1的混合比例下，电极的发射电流稳定，得到的电流密度为30 A/cm2。该电极可被应用于需要大电流密度和超大面积阴极的真空电子器件及动态真空电子束设备中。
热电子阴极 功函数 电子发射 LaB6 LaB6 thermionic cathode work function electron emission 强激光与粒子束
2013, 25(10): 2739
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
为开展自由电子激光太赫兹技术研究, 研制出利用两路微波馈入的独立调谐热阴极微波电子枪, 建立了热测实验装置, 并进行了束流测试和电子反轰效应的热测实验研究。实验结果表明, 该微波电子枪出口处束流强度可超过500 mA, 电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化。
独立调谐腔 热阴极 微波电子枪 反轰效应 independently tunable cells thermionic cathode RF gun back bombardment effect
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
为了研制紧凑型自由电子激光装置, 开展自由电子激光太赫兹技术研究, 需要研制微波电子枪作为高品质电子束源, 为此, 中国工程物理研究院研制了独立调谐热阴极微波电子枪。在前期进行了初步热测实验的基础上, 通过改进实验环境、优化实验参数, 进一步开展大量实验, 深入研究了热阴极微波电子枪的热测实验结果。实验结果表明:微波电子枪出口处束流强度可超过500 mA, 电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化。该热阴极微波电子枪已经应用于紧凑型自由电子激光装置。
独立调谐腔 热阴极 微波电子枪 independently tunable cells thermionic cathode RF gun
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
给出一台脉冲间隔100～1 000 ns、脉冲数2~5个、二极管电压3 MV、引出束流强度2.5 kA的猝发多脉冲电子束源的物理设计及初步调试结果。在设计中，采用感应叠加和阻抗匹配方案获得二极管高电压脉冲；试验中分别采用天鹅绒和大发射面储备式热阴极获得猝发多脉冲电子束。调试结果表明：采用大发射面热阴极可避免阴极等离子体产生，确保二极管在猝发多脉冲状态下稳定运行。初步调试获得大于2.7 MV猝发三脉冲二极管高压，并获得1.6 kA的三脉冲电子束流。
多脉冲电子束源 感应叠加器 天鹅绒阴极 热储备式阴极 multi-pulsed electron source inductive adder velvet cathode thermionic dispenser cathode
