首页 > 论文 > 激光与光电子学进展 > 54卷 > 4期(pp:43201--1)

应用于高速条纹相机的行波偏转器设计

Design of Traveling-Wave Deflector for High Speed Streak Camera

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

为了满足飞秒变像管扫描相机对偏转器的特殊要求,设计了一种应用于高速扫描相机的行波偏转器。根据Finch的行波偏转器设计理论,简化设计流程并利用HFSS软件建立偏转器模型,模拟并求解了行波偏转器的高频信号传播特性和通频带宽,通过电磁波相速度与电子束飞行速度的匹配确定了行波偏转器基本结构参数,并优化设计了一种适合应用于具有10 kV电子能量高速扫描相机的行波偏转器。所设计行波偏转器长度为44 mm,板间距为4 mm,通频带宽为4 GHz,偏转灵敏度为119.8 mm/kV。结合现有的高速扫描相机对此行波偏转器进行了测试实验,测试结果表明,设计结果准确可靠,设计方法得当。该研究为变像管扫描相机的行波偏转器设计提供了有效途径,缩短了高时间分辨扫描相机的研发周期。

Abstract

To meet the special demands on the deflector of femtosecond streak tube camera, a kind of traveling-wave deflector for the high speed streak camera is designed. According to the design theory of traveling-wave deflector proposed by Finch, the design process is simplified and a deflector model is built by using the HFSS software. The high frequency characteristics and the pass bandwidth of the traveling-wave deflector are simulated and solved. The basic structural parameters are determined by matching the electromagnetic wave phase velocity with the electron beam velocity. Through the above method, a traveling-wave deflector is optimally designed for the high speed streak camera with the electron energy of 10 kV. The traveling-wave deflector is designed with the length of 44 mm, the plate spacing of 4 mm, the pass bandwidth of 4 GHz, and the deflection sensitivity of 119.8 mm/kV. The traveling-wave deflector is tested with the existing high-speed streak camera. The test results show that the design results are accurate and reliable, and the design method is proper. The work provides an effective way to design the traveling-wave deflector for the tube camera,and it can shorten the development cycle of high resolution scanning camera.

投稿润色
补充资料

中图分类号:TN143;O536

DOI:10.3788/lop54.043201

所属栏目:超快光学

基金项目:国家重大科学仪器设备开发专项(2014YQ230659)

收稿日期:2016-11-07

修改稿日期:2016-11-23

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

宗方轲:深圳大学教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060深圳大学信息工程学院, 广东 深圳 518060
雷保国:深圳大学教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060
顾礼:深圳大学教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060
张敬金:深圳大学教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060
郭宝平:深圳大学教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060深圳大学信息工程学院, 广东 深圳 518060
杨勤劳:深圳大学教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060

联系人作者:宗方轲(zongfk168@163.com)

备注:宗方轲(1983-),男,博士后,主要从事超快信息获取技术方面的研究。

【1】Gu Li, Zong Fangke, Li Xiang, et al. Designment of a femtosecond streak camera with a novel accelerating structure[J]. Acta Optica Sinica, 2015, 35(11): 1134001.
顾 礼, 宗方轲, 李 翔, 等. 一种新型加速结构飞秒条纹相机的设计[J]. 光学学报, 2015, 35(11): 1134001.

【2】Peng Xiaoshi, Wang Feng, Yang Dong, et al. Characteristics study of the backscattering light on Shenguang-Ⅲ prototype[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 34(3): 0314004.
彭晓世, 王 峰, 杨 冬, 等. 神光Ⅲ原型背向散射光特性研究[J]. 光学学报, 2014, 34(3): 0314004.

【3】Li Tao, Xu Xiangyan, Cao Xibin, et al. Optimization design and calibration of a high dynamic range X-ray streak camera[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(s1): s112007.
李 涛, 徐向晏, 曹希斌, 等. X光大动态条纹变像管优化设计与评价[J]. 光学学报, 2013, 33(s1): s112007.

【4】Hu Xin, Liu Shenye, Ding Yongkun, et al. Design of SG-Ⅲ X-ray streak camera[J]. Acta Optica Sinica, 2009, 29(10): 2871-2875.
胡 昕, 刘慎业, 丁永坤, 等. 神光Ⅲ主机X射线条纹相机设计[J]. 光学学报, 2009, 29(10): 2871-2875.

【5】Liao Hua, Hu Xin, Yang Qinlao, et al. Streak image tube with wide sweep range and high temporal resolution[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23(1): 79-82.
廖 华, 胡 昕, 杨勤劳, 等. 宽量程高时间分辨扫描变像管[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23(1): 79-82.

【6】Liu J Y, Wang J, Shan B, et al. An accumulative X-ray streak camera with sub-600-fs temporal resolution and 50-fs timing jitter[J]. Appl Phys Lett, 2003, 82(20): 3553-3555.

【7】Finch A, Liu Y, Niu H, et al. Development and evaluation of a new femtosecond streak camera[C]. Proceedings of SPIE, 1989, 1032: 622-626.

【8】Takahashi A, Nishizawa M, Inagaki Y, et al. New femtosecond streak camera with temporal resolution of 180 fs[C]. Proceedings of SPIE, 1994, 2116: 275-284.

【9】Fletcher R C. A broad-band interdigital circuit for use in traveling-wave-type amplifiers[J]. Proc IRE, 1952, 40(8): 951-958.

【10】Yamada I, Takagi T. A new type of traveling-wave deflection system[J]. IEEE Transactions on Electron Devices, 1972, 19(2): 204-213.

【11】Liu Rong, Tian Jinshou, Li Hao, et al. Design and evaluation of a pre-traveling wave deflector magnetic solenoid lens focused streak image tube[J]. Acta Physica Sinica, 2014, 63(5): 058501.
刘 蓉, 田进寿, 李 昊, 等. 行波偏转器前置短磁聚焦条纹变像管理论设计与实验研究[J]. 物理学报, 2014, 63(5): 058501.

【12】Liao Hua, Hu Xin, Yang Qinlao, et al. Soft X-ray streak camera with dynamic range of 2000 and picosecond temporal resolution[J]. Acta Photonica Sinica, 2010, 39(12): 2190-2193.
廖 华, 胡 昕, 杨勤劳, 等. 动态范围2000的皮秒时间分辨软X射线扫描相机[J]. 光子学报, 2010, 39(12): 2190-2193.

【13】Zong F, Yang Q, Cai H, et al. Electron accelerating unit for streak image tubes[J]. Sādhanā, 2015, 40(8): 2333-2339.

引用该论文

Zong Fangke,Lei Baoguo,Gu Li,Zhang Jingjin,Guo Baoping,Yang Qinlao. Design of Traveling-Wave Deflector for High Speed Streak Camera[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2017, 54(4): 043201

宗方轲,雷保国,顾礼,张敬金,郭宝平,杨勤劳. 应用于高速条纹相机的行波偏转器设计[J]. 激光与光电子学进展, 2017, 54(4): 043201

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF