强激光与粒子束
2023, 35(7): 073002
1 电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
2 中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
主要研究了强流相对论环形电子束在等位谐振腔内的非线性自调制振荡,用小信号理论分析了电子起振的条件,得出了电子起振的扰动频率.基于该理论分析,又提出了一种不外加磁场的新型高功率微波器件,该器件主要由一个圆柱谐振腔和一个同轴波导输出腔构成.用2.5维MAGIC粒子模拟软件对该非线性过程进行数值模拟,分析了输入电压、电流对输出微波功率的影响.模拟结果表明这种结构中确实存在非线性不稳定性,自调制的扰动频率则由电子束的初始能量、电荷密度和电子束的半径以及谐振腔的空间结构给定.利用谐振腔长为4.7 cm、二极管电压为2.8 MV、电流为20 kA的电子束,可以得到频率为4.29 GHz、功率为6 GW的微波输出,束-波转换效率约为11%.
高功率微波 强流相对论环形电子束 自调制振荡 PIC模拟 强激光与粒子束
2006, 18(11): 1855
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下,在均匀波导,无箔二极管,以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程,研究了束包络的波动和如何减少波动的问题.分析表明:在无箔二极管中一个适当渐增的磁场位形可以有效地抑制束电子的径向运动,从而减少电子在波导中的波动幅度;电子束在锥形波导和渐减磁场位形中运动,不会增加束电子的波动.因此适当的磁场位形可以降低微波器件对导引磁场的要求,有利于实现永磁包装微波器件。
强流相对论环形电子束 低磁场高功率微波器件 粒子模拟 Intense relativistic annular beam HPM source operated at low magnetic field Particle simulation