一、箔-聚焦的强流电子束的平衡与稳定特性（论文文献综述）
刘浩[1]（2019）在《强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究》文中研究指明对于强场物理的研究来说,诊断技术是除超强激光技术之外的另一重要组成。强激光与固体靶相互作用会产生大量的超热电子,诊断这些超热电子对于理解激光吸收机制和超热电子束流在靶中输运过程非常关键,也是应用超热电子束流的基本要求。强激光与固体靶相互作用过程中在靶前和靶后都有强太赫兹辐射产生,这为发展强太赫兹辐射源提供新的路径。同时因为强太赫兹辐射的产生机制与超热电子密切相关,所以它也为我们诊断超热电子提供了新的媒介。本论文聚焦强激光固体靶相互作用过程中超热电子和太赫兹辐射的诊断发展和实验研究,发展了一套超热电子数目和角分布实时诊断仪器、一套宽带太赫兹频谱单发测量仪器以及一种高性能太赫兹波形单发测量技术,并且利用这些诊断研究了超热电子和太赫兹辐射对激光和固体靶参数的依赖关系。借助纳米阵列结构,提升了激光吸收效率,显着增强了超热电子和靶后太赫兹辐射。超热电子在靶前被激光场加速以后会向靶后输运,一部分克服靶后鞘层场逃逸到真空中,测量逃逸电子是一种直接诊断超热电子的手段。本文提出利用光纤诊断逃逸电子的新方法,其基本原理是逃逸电子在光纤中引发切伦科夫辐射,通过测量光纤中的切伦科夫辐射来诊断逃逸电子。从理论上研究了由电子束引发的切伦科夫辐射在光纤中的产生和传输特性,在实验中通过多种鉴别手段验证了利用光纤诊断超热电子的可行性。在此基础上发展了基于光纤切伦科夫辐射的超热电子数目和角分布诊断系统。基于这些诊断,我们系统地研究了在不同条件激光和固体靶条件下超热电子数目的变化规律。和其他诊断方法相比,基于光纤切伦科夫辐射的超热电子诊断具有实时、离子和X射线噪声低和无电磁脉冲干扰等优点。基于强激光等离子体相互作用的太赫兹辐射源具有发与发之间存在抖动和超宽带的特点,现有的太赫兹频谱测量方法或是基于多发扫描、或是工作带宽较窄,从而对强激光等离子体太赫兹辐射源并不适用。鉴于此,我们发展了一套多通道太赫兹谱仪,该谱仪由热释电探测器、高阻硅太赫兹分束片以及太赫兹窄带滤片构成。对其谱响应率进行标定后,应用这套谱仪,我们在大能量皮秒激光等离子体相互作用实验中对靶前和靶后太赫兹辐射频谱分别进行了研究。通过测量不同激光、靶和预等离子体条件下的太赫兹辐射频谱,分析了靶前太赫兹和靶后太赫兹辐射不同频段的产生机制。靶后太赫兹辐射主要是源于超热电子穿越靶后等离子体—真空界面时引发的相干渡越辐射,太赫兹辐射波形反映了超热电子脉冲结构,所以单发诊断太赫兹辐射脉冲波形非常重要。我们发展了一套基于反射式阶梯镜对的单发波形测量系统,这种方法具有高时间分辨率和宽探测时间窗口两个优点。基于这个方法,在飞秒强激光与固体靶相互作用实验中研究了激光光强、激光偏振、靶厚度以及激光离焦距离对靶后太赫兹辐射波形的影响。我们还同时从测量了靶后逃逸电子和光学渡越辐射。基于相干渡越辐射理论,通过对太赫兹波形脉冲的分析得出实验测量到的太赫兹波形主要是由于三个电子脉冲产生。波形测量结果和电子测量结果相互验证。实验发现激光强度和输运距离是影响光学渡越辐射的两个主要因素,光学渡越辐射随激光强度减小而减小,随输运距离增加指数减小。已有研究表明靶表面微纳结构可以显着增强激光能量的吸收效率。利用物理所20TW激光装置和上海交大200TW激光装置,我们系统地研究了铜纳米柱阵列和有铜纳米柱填充的纳米孔阵列对超热电子和靶后太赫兹辐射的增强作用。对于纳米柱阵列靶,随着纳米柱长度增加,靶后太赫兹辐射先增强后减弱。靶后产生的超热电子测量结果与太赫兹能量变化趋势一致,符合渡越辐射理论预期。PIC模拟结果显示纳米柱阵列能显着增加激光吸收效率,提高超热电子数量。对于有铜纳米柱填充的纳米孔阵列,在低光强下,靶后太赫兹辐射随填充纳米柱长度增加先增强后减弱,存在一个最佳的纳米柱长度对应最强的太赫兹辐射,在高光强下,随着丝长度的增加,靶后太赫兹辐射不断增加,电子测量结果与太赫兹测量结果吻合。此外还发现填充纳米柱可以提高固体靶的电导率,促进超热电子输运。
魏元璋[2]（2018）在《强流相对论环形电子束的周期磁场引导技术研究》文中研究说明当前高功率微波技术的迫切需求之一是将高功率微波源变成实用可靠的系统。高功率微波源在运行中将电子束的能量转化为微波能量,在这一过程中往往需要外加磁场引导电子束的稳定传输。当前高功率微波源中磁引导系统的体积、重量和功耗都很大,在工程化的角度上变得越来越不实用。周期永磁聚焦系统具有重量轻、不耗能的特点。在此背景下,本文研究周期永磁聚焦系统下强流环形电子束的传输可行性,研究具有重要的科学和实用价值。根据同轴相对论速调管中强流相对论环形电子束和器件结构的特点,本文采用同轴周期永磁聚焦系统。论文先推导同轴周期永磁聚焦系统的磁场近似表达式,后运用单电子运动理论分析得到强流电子束传输的径向平衡方程,并得到电子束的稳定传输条件。为了分析强流电子束的传输特性,建立电子束传输模型,探讨了周期磁场参数影响电子束传输的一般规律。针对同轴相对论速调管放大器,结合理论与分析设计同轴周期永磁聚焦系统,在模拟中进一步验证周期磁场聚焦相对论环形电子束传输的可行性。本论文的主要研究内容如下:根据需要选择合适的磁路结构形式,即场型为周期性会切场,磁路结构为Halbach类型。根据磁场的结构形式和边界条件求得磁场的近似表达式,将磁场的数值推导结果与磁场仿真的结果相比较,验证了磁场表达式的正确性。根据单电子运动理论,推导了强流环形电子束在同轴周期永磁聚焦系统中传输的径向力平衡方程。在数值计算分析平衡方程的特点后,得到电子束的稳定传输条件。为了解同轴漂移管中传输的电子束传输特性,分析同轴漂移管中电子束传输的空间电荷限制流和布里渊磁场。建立电子束传输通道模型,并结合粒子模拟软件探讨了磁场参数对电子束传输的影响。针对Ka波段同轴相对论速调管放大器,设计同轴周期永磁聚焦系统。仿真结果显示,在电压500 kV、束流6kA和磁场周期18 mm、幅值0.33 T的条件下,同轴相对论速调管放大器得到了最佳输出微波功率。与其在均匀磁场聚焦时得出的结果相比较,发现采用同轴周期永磁聚焦系统得到的功率输出同样良好。仿真结果表明,在同轴相对论速调管放大器中利用周期磁场聚焦强流环形电子束是可行的,为紧凑型的高功率微波源研制提供了参考。
党方超[3]（2017）在《Ku波段径向线相对论速调管研究》文中研究说明追求更高功率、更高效率、更高频段、更长脉冲宽度（100 ns）始终是高功率微波（High Power Microwave,HPM）领域的重要发展方向,目前,已有的高功率微波源向高频段拓展时（如Ku波段）,由于器件尺寸的减小,几乎均遇到射频击穿、脉冲缩短、收集极烧蚀等问题,并且该类问题在长脉冲平台和重复频率运行条件下更为明显。此外,HPM技术的进一步发展对HPM产生器件的尺寸、重量等外观参数提出了更高的要求,受HPM系统应用背景的牵引,紧凑型、小型化、高能量效率的微波源备受青睐。为此,本文基于径向线高频结构,提出了一种径向线相对论速调管的技术方案,能够在高频段兼顾高功率容量、高束波互作用效率,同时,其空间电荷效应低,轴向结构紧凑,所需导引磁场强度低且磁场利用率高,有利于永磁包装小型化设计。本文以理论分析、粒子模拟和实验验证相结合的手段对该技术方案进行了系统研究,重点突破了径向辐射状强流电子束均匀发射与稳定传输、径向线结构高效率束波能量转换、器件永磁包装小型化设计等关键技术,研制出了GW级的Ku波段径向线相对论速调管振荡器（Radial Line Relativistic Klystron Oscillator,RL-RKO）,为该技术方案的进一步发展奠定基础。论文主要研究内容和结论如下:理论分析了径向电子束传输过程中的物理问题,为获得较高质量径向电子束提供理论依据。分析了径向线结构的空间电荷效应,空间极限电流与半径近似呈正比例关系;推导了磁聚焦径向辐射状电子束的包络方程,得到径向电子束的运行轨迹包络;建立了径向束发射与传输模型,分析了径向电子束在二极管区域的自磁绝缘效应,自磁绝缘效应将导致电子束沿轴向向下游偏移,偏移量由导引磁场强度和二极管电压电流参数共同决定;对径向束传输过程中的扭曲不稳定性进行了分析,该不稳定性主要由电子束发射的角向不均匀引起。研究了径向线谐振腔束波互作用相关理论,为径向线HPM产生器件设计提供理论依据。利用场匹配法推导了径向线单谐振腔的谐振特性,证实径向线TM01模式具有“体波”特征;利用单粒子运动理论,推导了径向电子束的耦合系数与径向线结构的空间电荷波色散关系;基于空间电荷波传输理论,推导了径向线相对论速调管放大器（Radial Line Relativistic Klystron Amplifier,RL-RKA）的小信号理论,可近似预测输入腔的基波调制电流分布。对Ku波段RL-RKO进行了设计。利用电子束电导确立3π/4模为四间隙调制腔的工作模式,基于束波同步条件选取了三间隙提取腔（工作于π模）的间隙周期;依靠粒子模拟手段对器件参数进行了优化,在电压450 kV、电流10 kA,导引磁场0.5 T的条件下,器件输出功率约1.6 GW,频率为14.82 GHz,效率约35%,高频结构表面最大射频场控制在800 kV/cm以下;同时,对器件进行了三维粒子模拟验证,未发现非旋转对称模式的干扰。对Ku波段RL-RKO开展了实验研究,验证了该技术路线的可行性。设计并加工了Ku波段RL-RKO的径向脉冲磁场与微波辐射系统,以轰击目击靶的形式对径向强流束进行了诊断,在导引磁场0.43 T的条件下,束流厚度约束至2 mm左右,收集极位置的轴向偏移约1.6 mm;实验中,以POCO石墨作为电子发射材料,当二极管电压为480 kV,电流为12.8 kA时,输出微波1.5 GW,效率约24%,频率为14.86 GHz,脉宽约16 ns,实验结果与粒子模拟结果基本一致。对径向线HPM器件的小型化方案进行了探索,提出了两种小型化方案。首先提出了软磁阴极减小阴极电子发射半径的思路,加载软磁阴极后,二极管区域的径向磁场增大了将近一倍,实验中,当电子发射半径为3 cm时,电子束能够被稳定约束;此外,设计了径向永磁导引系统,对Ku波段RL-RKO进行了永磁包装,粒子模拟中,永磁包装RL-RKO可获得39%的束波功率转换效率,并且器件总重量小于50 kg。将径向线速调管由振荡机制改为放大机制,提出Ku波段RL-RKA思路并进行了相关设计,为高频段HPM空间相干合成技术提供思路。分别设计了种子信号注入系统、单重入式输入腔、两组双间隙群聚腔、三间隙输出腔等高频结构,相邻腔体之间通过TEM反射腔进行能量隔离;粒子模拟中,在电压300 kV、电流4kA,导引磁场0.4 T,种子信号功率10 kW、频率14.25 GHz的条件下,放大器输出功率445 MW,效率约37%,增益为46.4 dB,频率锁定为14.25 GHz,相位抖动控制在±5°以内。
孔龙[4]（2017）在《径向电子束的产生与传输》文中认为在高功率微波的发展过程中,高功率、高频率、高效率和小型化成为大多数高功率微波源的发展方向,随着微波频率的提高,器件的尺寸将逐步减小,较小的空间使得器件的馈入功率容量受到限制。相同条件下增加电压或电流虽然可以解决馈入功率减小的问题,但将引起绝缘设计的困难,同时束流密度的增加将导致束波转换效率减小和引导磁场系统重量和功耗的增加。径向电子束由于具有较大的发射截面,相同输入功率下较低的电流密度可以使系统具有较高束波转换效率的潜力,同时避免了过大的束流密度对引导磁场系统和微波源性能的不利影响,因此对高功率微波源中使用径向电子束开展研究具有重要的意义。径向电子束的产生与传输是径向电子束微波源研究中需要首先解决的问题,而对于该问题的研究和报导相对较少,在此背景下,本文对产生径向电子束的同轴无箔二极管和聚焦径向束流传输的引导磁场系统进行了设计,并就径向电子束产生与传输中的相关问题开展了研究,论文的研究内容主要包含以下几个方面:首先对径向电子束的产生进行了研究。设计了一种产生径向电子束的同轴无箔二极管结构,对二极管的I-V关系、阻抗特性和发射电流特性进行了仿真分析和数值计算,进一步对二极管绝缘子结构进行了设计;分析了二极管内角向磁场空间分布的非对称特性,结合单电子运动理论对径向电子束的偏移特性进行了理论分析,进一步分析了相同输入功率下二极管阻抗和束流偏移幅值的关系。其次对径向线内电子束的空间极限电流进行了研究。建立了径向电子束的空间电荷场模型,通过求解径向线内电势满足的泊松方程和边界条件,得到了径向电子束的电势、电场分布和空间电荷限制流的解析表达式;接下来对电势满足的非线性方程进行了数值计算,求解得到了该条件下的空间电荷限制流;最后将两种求解结果进行了对比,给出了径向线结构和束流参数对空间电荷限制流和空间电荷场的影响规律,对束流密度在截面上的非均匀分布特性进行了分析。接下来对浸没式聚焦径向电子束进行了研究。首先分析了螺线盘产生磁场的空间分布特性,研究了单根线圈、单层螺线盘和多层螺线盘的空间磁场分布规律;建立了浸没式聚焦径向电子束的传输模型,根据单电子运动理论对浸没式聚焦径向电子束的束流传输特性进行了理论分析,并给出了所需引导磁场强度和二极管阻抗的关系,进一步研究了浸没式聚焦方式下束流偏移可忽略的条件;设计了一种螺线盘聚焦径向电子束的引导磁场系统,在束流参数为电压300kV,电流7.3kA的条件下获得了径向100mm范围内稳定的束流传输;接下来分析了磁场轴向分量和初始端磁场分布的均匀性对束流传输的影响,并设计了 一种螺线盘和永磁体混合聚焦的引导磁场系统,在电压300kV,电流7.5kA的束流参数下实现了径向100mm范围内的稳定束流传输。最后对非浸没式聚焦径向电子束进行了研究。设计了一种带聚焦电极的同轴无箔二极管,分析了径向电子束在无引导磁场条件下的束流偏移幅值和二极管阻抗的关系;理论分析了非浸没式聚焦径向电子束的束流传输特性,给出了电子的运动状态和受力过程,进一步设计了一种由线圈和屏蔽板组成的非浸没式聚焦系统,仿真研究了非浸没式聚焦径向电子束的传输过程;接下来数值分析了有限长阴极杆电流产生磁场的分布规律,理论分析了双端馈入电流模型的误差,给出了阴极杆长度对非浸没式聚焦径向电子束的影响规律;最后理论分析了径向周期磁场聚焦径向电子束的基本原理;对静态理想电子束在周期磁场下的传输过程进行了仿真研究,进一步设计了一种周期永磁聚焦系统,对二极管产生的电压200kV,电流100A的径向电子束在径向周期永磁聚焦系统下的束流传输特性进行了仿真研究,分析了周期磁场的幅值对束流轨迹的影响。
王弘刚,马军,杜广星,钱宝良[5]（2014）在《带状束高功率微波源宽通带收集极》文中认为设计了一种适用于带状电子束高功率微波源的宽通带收集极,在有效吸收束-波相互作用后的带状电子束的同时,保证了带状电子束高功率微波源的工作模式——矩形波导TM11模式高效率地通过。研究结果表明:在1327GHz范围内,功率传输效率大于95%,这一宽通带特性使得该类型的收集极与带状电子束高功率微波源能够更好配合,显着提高了微波源的模拟优化和实验调试效率;TM11模式微波的传输效率对收集极厚度和长度等参数不敏感;该类型收集极结构具有良好的散热能力,在不加外部水冷装置的条件下,仅靠空气自然对流冷却和辐射冷却,可以承受电流3kA、电压300kV、脉冲宽度30ns及重复频率50Hz带状电子束的连续冲击。
马军[6]（2014）在《带状电子束高功率微波源输出系统研究》文中进行了进一步梳理不断提高的应用需求促使高功率微波技术向更高功率,更高频率、更长脉宽的方向发展。受限于器件的尺寸,传统结构的高功率微波源遇到了等离子体的形成以及强电场击穿的难题。带状电子束高功率微波源具有电流密度低、结构紧凑性好、输入阻抗和注入功率便于调节等优点,有望成为解决该问题的途径之一。带状电子束高功率微波源的器件结构和输出模式具有矩形大横纵比特性,为了使其产生的微波更高效地输出,需要针对性地设计应用于带状电子束高功率微波源的输出系统。论文提出并设计了一种带状电子束高功率微波源输出系统,对电子束收集、模式转换和辐射三部分内容进行了系统研究,主要内容如下:1、提出并设计了一种带状电子束高功率微波源电子束收集极。利用等效特性阻抗匹配理论推导了器件结构参数与微波频率的关系,根据波导的尺寸计算出收集极的厚度;利用数值仿真验证了理论设计的准确性,分析了各参数变化对微波传输效率的影响,并对器件进行了优化设计。该收集极在收集电子束的同时保证了高功率微波源工作模式的高效传输,S21=-0.04 d B;器件的热分析结果显示在不加外部水冷装置的情况下,可以承受3 k A、电压300 k V、脉冲宽度40 ns、重复频率50Hz的电流的连续轰击带来的温升,满足器件的设计要求。2、提出了一种大横纵比矩形波导TM11-TE10模式转换器。理论分析了微波在器件中模式变换的过程,给出了器件的结构参数和仿真结果。结果表明:在工作频率12.5 GHz处,S21=-0.03 d B,在10.5813.58 GHz范围内,S21>-0.45 d B;功率容量达到2.85 GW。仿真分析了不同横纵比条件下的器件工作特性,结果表明在横纵比较大时,模式转换器的S21更高,工作频带更宽。对器件进行了紧凑化设计,使其在对微波相位进行调整的过程中进行输出波导的阻抗变换。优化结果表明:在保证模式转换效率的同时器件轴向长度减小了22.6%,显着提高了器件的结构紧凑性。3、基于波导缝隙阵列天线理论,提出了一种标准TEM-大横纵比TE10模式转换器和一种标准TEM-大横纵比TM11模式转换器,可用于高功率微波源器件的冷测,也可用于大功率微波源的输入与输出。数值仿真结果表明:两种模式转换器在工作频率12.5 GHz处S21分别达到-0.02 d B和-0.04 d B,S21>-0.45 d B对应的带宽分别为11.6713.34 GHz和11.60-13.42 GHz,满足了实验测试的需求。4、完成了输出系统一体化设计。设计了端馈式和中馈式两种波导缝隙阵列天线,数值仿真结果表明:端馈式主瓣最大增益20.04 d B,E面第一旁瓣电平-1.75 d B,半功率波束宽度为13.70°;H面第一旁瓣电平0.91 d B,半功率波束宽度为10.93°;中馈式主瓣最大增益21.66 dB,E面第一旁瓣电平-2.46 dB,半功率波束宽度为22.39°;H面第一旁瓣电平-1.45 d B,半功率波束宽度为9.15°。电子束收集极与模式转换器一体化后,在压缩轴向尺寸的同时,有效提高整体散热性能,在第二章中相同电子束条件下,达到热平衡时,内导体与外波导温度最高点的温度分别下降141℃和升高了14℃。根据不同的应用背景,分别设计了横向辐射一体化方案和轴向辐射一体化方案,为带状电子束高功率微波源输出系统提供了一种可靠的技术方案。5、实验设计与测试。对三种模式转换器进行了工程设计和工程加工。并完成了实验测试,实验结果为:在工作频率12.5 GHz处,TEM-大横纵比TE10模式转换器,TEM-大横纵比TM11模式转换器和大横纵比TM11-TE10模式转换器的S21分别为-0.23 d B,-0.43 d B和-0.19 d B,带宽与仿真结果保持一致。最后,完成了高功率条件下热测实验方案的设计。
臧杰锋[7]（2010）在《径向三腔渡越时间振荡器理论与实验研究》文中提出渡越辐射器件具有结构简单,效率高等特点,因此它们在众多的高功率微波源中具有特殊的吸引力,但是由于传统的轴向渡越辐射器件的阻抗较高（几十甚至上百Ω）,器件的峰值功率受到限制。在高功率微波源低阻抗、高功率、高效率的发展需求下,如何降低器件的阻抗,提高输出功率成为渡越辐射器件的研究重点内容。利用径向结构空间电荷效应小、空间电荷限制流大的特点,基于三腔渡越时间振荡器,提出了一种新型低阻抗高功率微波器件——径向三腔渡越时间振荡器（栅网结构）,理论效率35%,CHIPIC程序粒子模拟获得了平均功率7.4GW的微波输出,束波互作用效率27.4%,阻抗7.5Ω；考虑到径向结构中的环形栅网加工困难、且会限制器件的功率容量,提出了边加载结构径向三腔渡越时间振荡器,粒子模拟给出的束波互作用效率达33.3%；又根据三维理论的研究,提出了改进型径向三腔渡越时间振荡器,理论效率超过50%,粒子模拟效率达47.4%。本文主要从理论分析和粒子模拟两方面深入细致地研究了径向三腔渡越时间振荡器的基本原理。所做的主要工作和贡献如下：一、提出了径向三腔渡越辐射振荡器包括栅网结构、边加载结构（含改进型边加载结构）。二、采用近似手段首次将Floquet定理应用到径向结构,并对径向三腔渡越时间振荡器包括栅网结构和边加载结构的慢波系统进行高频特性分析,获得了色散方程。以栅网结构为例,对色散方程进行了数值求解和误差分析,获得了该方法适用范围。三、将一维理论应用于径向三腔渡越时间振荡器的理论分析,并获得了一维理论的适用范围。四、建立了三维理论并对径向三腔渡越时间振荡器进行了全面分析,获得了电子束电压、调制系数、谐振腔径向长度、电子束位置与束波互作用效率的关系,并研究了电子束运动轨迹。理论表明边加载结构的束波互作用效率超过50%。五、利用CHIPIC程序对径向三腔渡越时间振荡器进行了详细的模拟研究,研究了器件的效率、频率与电子束参数和谐振腔结构参数的关系,获得了对实验有指导意义的结果。
林远超,刘庆想,臧杰锋[8]（2009）在《箔聚焦强流相对论环形束在同轴波导中的传输》文中研究表明结合箔聚焦和静电线聚焦的特点,对箔聚焦强流相对论环形电子束在同轴波导中的传输进行了研究。通过数值求解电势满足的泊松方程,得到电势、电场分布及系统的空间电荷限制流,并根据电子的运动方程得到包络电子的平衡条件及其运动轨迹。
林远超[9]（2009）在《无引导磁场强流相对论环形电子束的产生与传输》文中研究指明很多高功率微波源是利用电子束与微波相互作用,将束电子的部分能量转化为微波场的能量,从而产生高功率微波。相比与实心束而言,环形电子束具有空间电荷效应更小、电子势能更小的优点,因此很多高功率微波器件都是利用强流相对论环形电子束参与束波互作用。本文试图在无引导磁场的情况下实现强流相对论环形电子束的产生与传输,以减小系统的体积、重量和能源消耗。首先研究了箔聚焦强流相对论环形电子束在同轴波导中的传输。根据漂移空间中电势满足的泊松方程数值求解了同轴漂移空间中的电势和电场分布,并求得了箔聚焦强流相对论环形电子束在同轴波导中传输的空间电荷限制流。然后通过分析包络电子的受力得到包络电子的平衡条件,并通过数值求解包络电子的运动方程得到了包络电子的运动轨迹。从而在已知待传输束流参数后,可根据电子的运动轨迹来调整漂移空间的尺寸参数,实现箔聚焦强流相对论环形电子束在同轴波导中的稳定传输。采用近似等效的方法数值求解了平板二极管产生强流相对论环形电子束的空间电荷限制流,为二极管参数设计和环形束产生的实验调试提供了依据。通过理论分析和粒子模拟相结合的方法设计了能够在无引导磁场情况下产生强流相对论环形电子束的类皮尔斯阴极,并通过实验初步验证了该结构在无引导磁场的情况下产生强流相对论环形电子束的可行性。设计了用于测量强流相对论环形电子束束电流的法拉第筒,且该法拉第筒能够测量束半径及束厚度可变的环形束,适用范围较大。
朱静[10]（2008）在《箔聚焦径向强流相对论电子束的研究》文中提出用导电箔引导强流相对论电子束的传输无需外加引导磁场,无功耗、结构简单,造价低廉、且可以最大限度的减小高功率微波器件的体积和重量,此方法已经成功的运用于引导轴向强流相对论电子束。本文将这一方法应用到径向高功率器件中用于引导径向强流相对论电子束的传输,主要微绕着径向漂移空间可以通过多大流强、如何选择合适的参数来实现箔引导径向强流相对论电子束进行了相关的理论研究和探讨。首先根据强流相对论电子束在漂移空间中的传输特点,做出一些适当的简化和假设,给出了合理的研究物理模型;利用迭代方法数值求解模型中漂移空间内束电子所满足的自洽方程,得到了三维有限尺寸漂移空间中束自洽电势分布;证明了迭代的收敛性和结果的正确性。在此基础上给出了一种计算漂移空间空间电荷限制流的方法,计算了径向漂移空间的空间电荷限制流;绘制了相关径向漂移空间中束流流强和束电子最小动能的分布图;给出了结合束电子初始能量和忽略电子传输过程中速度变化时空间的最大势能来判断径向漂移空间空间电荷限制流范围的依据。并且对于任意正交坐标系、任意漂移空间,只要知道束流的形状（任何的形状都适用）且束流满足相应的计算电场的假设,都可用所给算法求解其束流的自洽电势、电场,以及推广求空间电荷限制。基于对漂移空间中径向相对论电子束的电场和磁场分布的计算,推导了箔引导径向相对论电子束所需的平衡条件,讨论了其平衡的稳定性所需的条件;计算了束边缘电子的轨迹及相关的运动参数,结合平衡条件和边缘电子的轨迹及运动参数给出了径向器件中设置引导箔的理论依据。当束流流强较小时,束电子速度的变化可以忽略时,速度变化对电子密度分布的变化也可以忽略,本文推导了在此情况下忽略电子速度变化时径向漂移空间束自洽电场的解析分布;给出了相应的平衡条件、计算了其束边缘电子的轨迹;并给出了可忽电子速度变化的径向束流流强分布范围。利用此解析公式不仅可以清楚的反应相关物理规律,且可以大大节约计算时间和计算机资源。
二、箔-聚焦的强流电子束的平衡与稳定特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、箔-聚焦的强流电子束的平衡与稳定特性（论文提纲范文）
（1）强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超强激光的兴起与发展 |
| 1.2 强激光驱动的超热电子产生及其应用 |
| 1.2.1 激光能量的吸收与超热电子的产生 |
| 1.2.2 超热电子的输运过程 |
| 1.2.3 超热电子束流的应用 |
| 1.2.3.1 基于超热电子束流的次级辐射源 |
| 1.2.3.2 激光聚变快点火方案 |
| 1.3 强太赫兹辐射源及其应用 |
| 1.3.1 太赫兹科学与技术简介 |
| 1.3.2 强太赫兹辐射的产生和应用 |
| 1.3.2.1 光电导天线法 |
| 1.3.2.2 光整流法 |
| 1.3.2.3 基于电子加速器的强太赫兹辐射源 |
| 1.3.2.4 基于激光等离子体相互作用的强太赫兹辐射源 |
| 1.3.3 强场太赫兹辐射源的应用 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第2章 基于光纤切伦科夫辐射的超热电子诊断 |
| 2.1 超热电子诊断发展现状 |
| 2.2 光纤中的切伦科夫辐射理论 |
| 2.3 在激光固体靶相互作用实验中的应用 |
| 2.3.1 诊断可行性的实验测试 |
| 2.3.2 用于监测超热电子数目 |
| 2.3.3 基于光纤阵列的超热电子角分布测量仪 |
| 2.3.4 不同激光和固体靶参数条件下超热电子数目的研究 |
| 2.3.5 光纤角分布测量仪的改进 |
| 2.4 小结与展望 |
| 第3章 多通道太赫兹谱仪的研制及其应用 |
| 3.1 激光等离子体太赫兹辐射源的频谱单发测量技术发展现状 |
| 3.2 多通道太赫兹谱仪的设计与标定 |
| 3.2.1 谱仪设计与构造 |
| 3.2.2 谱仪所用太赫兹光学元件的透过率 |
| 3.2.3 热释电探头的标定 |
| 3.2.4 多通道太赫兹谱仪的谱响应 |
| 3.3 激光等离子体太赫兹辐射源的频谱表征与研究 |
| 3.3.1 实验布局 |
| 3.3.2 靶前太赫兹频谱测量以及分析 |
| 3.3.2.1 实验测量结果 |
| 3.3.2.2 分析与讨论 |
| 3.3.3 靶后太赫兹频谱测量以及分析 |
| 3.3.4 谱仪升级与改进 |
| 3.4 小结与展望 |
| 第4章 靶后太赫兹辐射时域波形的单发测量与研究 |
| 4.1 太赫兹辐射时域波形的单发测量技术现状 |
| 4.2 基于反射式阶梯镜对的太赫兹波形单发测量技术 |
| 4.2.1 双反射式阶梯镜介绍 |
| 4.2.2 基于反射式阶梯镜对的太赫兹波形单发测量光路 |
| 4.2.3 信号处理 |
| 4.3 靶后太赫兹辐射时域波形和光学渡越辐射的研究 |
| 4.3.1 实验布局 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.3.2.1 激光光强对靶后太赫兹辐射波形和光学渡越辐射的影响 |
| 4.3.2.2 靶厚度对靶后太赫兹波形和光学渡越辐射的影响 |
| 4.3.2.3 激光偏振对靶后太赫兹波形和光学渡越辐射的影响 |
| 4.3.2.4 激光离焦对靶后太赫兹波形和光学渡越辐射的影响 |
| 4.3.3 分析与讨论 |
| 4.4 小结与展望 |
| 第5章 纳米结构对超热电子和靶后太赫兹辐射的增强效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铜纳米柱阵列靶简介 |
| 5.3 铜纳米柱阵列 |
| 5.3.1 物理所20TW激光装置上的实验布局 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.3.2.1 铜纳米柱阵列对靶后太赫兹辐射的增强效应 |
| 5.3.2.2 铜纳米柱阵列对应靶后太赫兹辐射角分布 |
| 5.3.2.3 铜纳米柱阵列对于超热电子的增强 |
| 5.3.2.4 铜纳米柱填充的纳米孔阵列的增强效果测试 |
| 5.4 铜纳米柱填充的纳米孔阵列 |
| 5.4.1 上海交通大学200TW激光装置上的实验布局 |
| 5.4.2 实验结果 |
| 5.4.2.1 铜纳米柱填充的纳米孔阵列对靶后太赫兹辐射的增强 |
| 5.4.2.2 铜纳米柱填充的纳米孔阵列对超热电子的增强 |
| 5.4.2.3 铜纳米柱填充的纳米孔阵列对应的靶后光学渡越辐射 |
| 5.5 PIC模拟与分析 |
| 5.6 小结与展望 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 致谢 |
（2）强流相对论环形电子束的周期磁场引导技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 周期永磁聚焦系统的工作原理 |
| 1.3 周期永磁聚焦系统的发展概况 |
| 1.4 论文的研究意义 |
| 1.5 论文的主要内容 |
| 第二章 同轴PPM聚焦系统设计理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 同轴PPM聚焦系统磁路选择 |
| 2.2.1 两种同轴PCM磁路 |
| 2.2.2 两种同轴Wiggler磁路 |
| 2.2.3 同轴Halbach结构磁路的优势 |
| 2.3 静磁场模拟软件和比较 |
| 2.3.1 有限元分析理论 |
| 2.3.2 三种磁场仿真软件 |
| 2.3.3 软件优势比较 |
| 2.4 同轴PPM聚焦系统的磁路理论分析 |
| 2.4.1 同轴PPM聚焦系统的理论推导 |
| 2.4.2 同轴PPM聚焦系统的磁场模拟 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 同轴PPM聚焦系统中电子束传输理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单电子运动理论分析 |
| 3.2.1 径向平衡方程的推导 |
| 3.2.2 单电子运动的数值计算 |
| 3.2.3 束包络平衡条件 |
| 3.3 同轴PPM聚焦系统的磁场幅值选择 |
| 3.4 同轴PPM聚焦系统的磁场周期选择 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 同轴PPM聚焦系统中电子束传输仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强流相对论环形电子束的传输特性 |
| 4.2.1 空间电荷限制流 |
| 4.2.2 电子束传输的布里渊磁场 |
| 4.3 电子束传输仿真模型和参数设置 |
| 4.4 磁场周期和幅值的理论计算 |
| 4.5 仿真结果 |
| 4.5.1 磁场幅值对电子束传输的影响 |
| 4.5.2 磁场周期对电子束传输的影响 |
| 4.5.3 轴向磁场相位对电子束传输的影响 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 PPM聚焦系统在同轴RKA中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 同轴RKA概述 |
| 5.2.1 同轴RKA基本原理 |
| 5.2.2 Ka波段同轴RKA |
| 5.3 同轴PPM聚焦系统初步设计 |
| 5.3.1 磁场周期和幅值的计算 |
| 5.3.2 结构设计 |
| 5.4 同轴PPM聚焦系统的优化 |
| 5.4.1 磁场周期对同轴RKA的影响 |
| 5.4.2 磁场幅值对同轴RKA的影响 |
| 5.5 最佳结果分析与比较 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（3）Ku波段径向线相对论速调管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 径向线相对论速调管 |
| 1.2.1 国内外研究进展 |
| 1.2.2 径向线HPM器件的研究难点 |
| 1.2.3 径向电子束聚焦 |
| 1.3 本论文技术方案 |
| 1.4 论文研究内容及构架 |
| 第二章 径向辐射状强流电子束传输分析 |
| 2.1 径向传输线空间电荷效应 |
| 2.2 径向辐射状电子束运动轨迹 |
| 2.2.1 最小平衡磁场 |
| 2.2.2 径向电子束包络 |
| 2.2.3 横向磁场的影响 |
| 2.3 径向二极管区域的自磁绝缘效应 |
| 2.4 径向强流电子束的扭曲不稳定性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 径向线谐振腔束波互作用理论研究 |
| 3.1 径向线单谐振腔TM01模式 |
| 3.1.1 单腔TM01模式解析解 |
| 3.1.2 单腔TM01模式谐振特性 |
| 3.2 电子束耦合系数 |
| 3.3 电子束与径向线谐振腔作用小信号理论 |
| 3.3.1 径向束色散关系 |
| 3.3.2 径向线RKA小信号理论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ku波段径向线相对论速调管振荡器设计 |
| 4.1 多间隙调制腔 |
| 4.1.1 电子束电导 |
| 4.1.2 饱和时间对比 |
| 4.1.3 四间隙调制腔 |
| 4.2 三间隙提取腔 |
| 4.2.1 物理设计 |
| 4.2.2 热腔模拟 |
| 4.3 整管粒子模拟 |
| 4.3.1 物理模型 |
| 4.3.2 束流调制 |
| 4.3.3 渡越时间效应 |
| 4.3.4 输出微波 |
| 4.3.5 三维仿真 |
| 4.4 参数灵敏度分析 |
| 4.4.1 运行参数的影响 |
| 4.4.2 器件倒角处理 |
| 4.4.3 装配误差的影响 |
| 4.4.4 加速器波形模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Ku波段径向线相对论速调管振荡器实验研究 |
| 5.1 相关工程设计 |
| 5.1.1 径向脉冲磁场 |
| 5.1.2 微波传输与辐射系统 |
| 5.2 径向辐射状IREB的产生与传输 |
| 5.2.1 径向二极管 |
| 5.2.2 电子束轨迹 |
| 5.2.3 自磁绝缘现象 |
| 5.2.4 传输不稳定性 |
| 5.3 高功率微波产生与辐射 |
| 5.3.1 实验系统简介 |
| 5.3.2 二极管工作参数 |
| 5.3.3 微波频率 |
| 5.3.4 微波模式与功率 |
| 5.3.5 阴极发射材料对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 径向线HPM器件小型化方案探索 |
| 6.1 软磁阴极 |
| 6.1.1 软磁阴极的提出 |
| 6.1.2 软磁阴极励磁系统 |
| 6.1.3 电子束传输实验 |
| 6.1.4 重频运行可行性 |
| 6.2 永磁导引系统 |
| 6.2.1 永磁体结构设计 |
| 6.2.2 永磁包装RL-RKO |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 Ku波段径向线相对论速调管放大器设计 |
| 7.1 矩形TE10至同轴TEM模式转换器 |
| 7.2 输入腔 |
| 7.2.1 单重入式输入腔 |
| 7.2.2 输入腔束流调制 |
| 7.3 双群聚腔 |
| 7.3.1 群聚腔1 冷腔特性 |
| 7.3.2 群聚腔1 束流调制 |
| 7.3.3 群聚腔2 束流调制 |
| 7.4 输出腔 |
| 7.4.1 输出腔冷腔特性 |
| 7.4.2 输出腔热腔性能 |
| 7.5 整管粒子模拟 |
| 7.5.1 基本物理图像 |
| 7.5.2 运行参数影响规律 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 总结和展望 |
| 8.1 主要工作和结果 |
| 8.2 论文主要创新点 |
| 8.3 今后工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（4）径向电子束的产生与传输（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高功率微波和高功率微波源 |
| 1.2 电子束密度对高功率微波源的影响 |
| 1.2.1 电流密度对束波转换效率的影响 |
| 1.2.2 电流密度对微波源性能的影响 |
| 1.3 高功率微波源中电子束的发展趋势 |
| 1.4 径向电子束微波源的研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 同轴无箔二极管 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 同轴无箔二极管的结构设计和特性研究 |
| 2.2.1 同轴无箔二极管结构 |
| 2.2.2 同轴无箔二极管Ⅰ-Ⅴ关系 |
| 2.2.3 同轴无箔二极管阻抗和发射电流特性 |
| 2.3 同轴无箔二极管绝缘子的设计 |
| 2.3.1 阴极处绝缘子结构 |
| 2.3.2 阳极处绝缘子结构 |
| 2.4 同轴无箔二极管内磁场分布 |
| 2.5 径向电子束偏移特性的理论分析 |
| 2.6 相同输入功率下束流偏移与二极管阻抗关系的分析 |
| 小结 |
| 第3章 径向线内电子束的空间极限电流 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 径向线内电子束空间极限电流的解析分析 |
| 3.3 径向线内电子束空间极限电流的非线性分析 |
| 3.4 计算结果及分析 |
| 3.4.1 电势和电场分布 |
| 3.4.2 空间极限电流 |
| 3.4.3 电子密度的非均匀分布 |
| 小结 |
| 第4章 浸没式聚焦径向电子束的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 螺线盘产生磁场的空间分布特性 |
| 4.2.1 单层螺线盘产生磁场的空间分布特性 |
| 4.2.2 多层螺线盘产生磁场的空间分布特性 |
| 4.3 螺线盘聚焦径向电子束的分析 |
| 4.3.1 浸没式聚焦径向电子束传输特性的理论分析 |
| 4.3.2 引导磁场幅值与二极管阻抗关系的分析 |
| 4.3.3 浸没式聚焦下束流偏移可忽略条件的分析 |
| 4.3.4 螺线盘聚焦径向电子束引导磁场系统的设计 |
| 4.4 螺线盘与永磁体混合聚焦径向电子束的分析 |
| 4.4.1 轴向磁场Bz对浸没式聚焦径向电子束传输影响的理论分析 |
| 4.4.2 初始端引导磁场分布对束流传输的影响 |
| 4.4.3 混合聚焦径向电子束引导磁场系统的设计 |
| 小结 |
| 第5章 非浸没式聚焦径向电子束的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 带聚焦电极的同轴无箔二极管 |
| 5.2.1 带聚焦电极的同轴无箔二极管结构 |
| 5.2.2 无引导磁场下束流偏移与二极管阻抗关系的分析 |
| 5.2.3 带聚焦电极同轴无箔二极管的静电轨迹 |
| 5.3 非浸没式聚焦径向电子束的分析 |
| 5.3.1 非浸没式聚焦径向电子束的理论分析 |
| 5.3.2 非浸没式聚焦径向电子束的仿真研究 |
| 5.4 有限长阴极杆电流对非浸没式径向束流传输的影响 |
| 5.4.1 有限长阴极杆电流产生磁场的分布规律 |
| 5.4.2 双端馈入电流模型的误差分析 |
| 5.4.3 阴极杆长度对非浸没式径向电子束传输影响的仿真研究 |
| 5.5 径向周期磁场聚焦径向电子束的分析 |
| 5.5.1 径向周期磁场聚焦径向电子束的理论分析 |
| 5.5.2 径向周期磁场聚焦理想静态电子束的仿真研究 |
| 5.5.3 径向周期磁场聚焦二极管产生电子束的仿真研究 |
| 小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（5）带状束高功率微波源宽通带收集极（论文提纲范文）
| 1 基本原理 |
| 2 数值模拟 |
| 2.1 收集极厚度对功率传输效率的影响 |
| 2.2 收集极轴向长度对功率传输效率的影响 |
| 2.3 收集极偏离波导窄边中点对功率传输效率的影响 |
| 2.4 收集极倾斜对功率传输效率的影响 |
| 2.5 收集极电磁结构的优化结果 |
| 2.6 收集极热分析 |
| 3 结论 |
（6）带状电子束高功率微波源输出系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高功率微波 |
| 1.1.1 高功率微波 |
| 1.1.2 高功率微波源 |
| 1.2 高功率微波输出系统 |
| 1.2.1 传统高功率微波源输出系统 |
| 1.2.2 带状电子束高功率微波源输出系统 |
| 1.3 课题的研究内容及结构安排 |
| 第二章 带状电子束微波源收集极 |
| 2.1 收集极结构对微波传输的影响 |
| 2.1.1 收集极厚度对微波传输的影响 |
| 2.1.2 收集极轴向长度对微波传输的影响 |
| 2.1.3 收集极倒角对微波传输的影响 |
| 2.1.4 收集极倾斜对微波传输的影响 |
| 2.1.5 收集极y方向偏离对微波传输的影响 |
| 2.2 收集极的初步热分析 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 模式转换器的设计研究 |
| 3.1 大横纵比TM_(11)-TE_(10)模式转换器的原理型设计 |
| 3.1.1 隔断插板的设计 |
| 3.1.2 相移插板的设计 |
| 3.1.3 功率合成段的设计 |
| 3.1.4 补偿插板的设计 |
| 3.1.5 不同横纵比的影响 |
| 3.1.6 功率容量的估算 |
| 3.2 TM_(11)-TE_(10)模式转换器的紧凑型设计 |
| 3.3 标准TEM-大横纵比TE_(10)模式转换器设计 |
| 3.4 标准TEM-大横纵比TM_(11)模式转换器设计 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 输出系统一体化设计 |
| 4.1 波导缝隙阵列天线 |
| 4.1.1 一维线阵波导缝隙天线设计 |
| 4.1.2 二维面阵波导缝隙天线设计 |
| 4.2 收集极、模转、天线一体化设计 |
| 4.2.1 收集极与模式转换器的一体化 |
| 4.2.2 收集极、模转、天线的一体化设计 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 实验设计及测试 |
| 5.1 实验装置的工程设计 |
| 5.1.1 标准TEM-大横纵比矩形波导TM_(11)模式转换器 |
| 5.1.2 标准TEM-大横纵比矩形波导TE_(10)模式转换器 |
| 5.1.3 大横纵比矩形波导TM_(11)-TE_(10)模式转换器 |
| 5.2 低功率条件下冷测实验 |
| 5.2.1 TEM-大横纵比TE_(10)模式转换器的冷测 |
| 5.2.2 TEM-大横纵比TM_(11)模式转换器的冷测 |
| 5.2.3 大横纵比矩形波导TM_(11)-TE_(10)模式转换器的冷测 |
| 5.3 高功率条件下热测实验方案设计 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作和结论 |
| 6.2 今后工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（7）径向三腔渡越时间振荡器理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高功率微波概述 |
| 1.2 渡越辐射器件工作原理 |
| 1.3 渡越辐射器件研究现状 |
| 1.4 渡越辐射器件研究方法概述 |
| 1.4.1 渡越辐射器件束波互作用理论概述 |
| 1.4.2 渡越辐射器件谐振腔理论概述 |
| 1.4.3 数值模拟研究方法概述 |
| 1.5 发展趋势 |
| 1.6 本文的主要内容 |
| 第2章 径向三腔渡越时间振荡器高频特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 物理模型 |
| 2.2.1 栅网结构模型 |
| 2.2.2 边加载结构模型 |
| 2.3 色散方程 |
| 2.3.1 栅网结构色散方程 |
| 2.3.2 边加载结构色散方程 |
| 2.4 数值求解结果及分析 |
| 2.4.1 栅网结构数值求解结果 |
| 2.4.2 边加载结构数值求解结果 |
| 2.5 误差分析 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 径向三腔渡越时间振荡器一维理论分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 一维理论 |
| 3.2.1 一维理论模型与束波互作用方程 |
| 3.2.2 与小信号理论的比较 |
| 3.2.3 径向三腔渡越时间振荡器一维理论分析 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 径向三腔渡越时间振荡器三维大信号理论分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理模型 |
| 4.3 束波互作用方程 |
| 4.4 数值求解及分析 |
| 4.4.1 高频场拟合 |
| 4.4.2 渡越角θ_0的影响 |
| 4.4.3 调制系数A的影响 |
| 4.4.4 电子束初始能量W_0的影响 |
| 4.4.5 电子束初始位置的影响 |
| 4.4.6 边加载径向三腔渡越时间振荡器理论分析 |
| 4.5 电子运动轨迹 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 径向三腔渡越时间振荡器粒子模拟研究与设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CHIPIC程序简介 |
| 5.3 基本结构 |
| 5.4 模拟结果及分析 |
| 5.4.1 栅网结构 |
| 5.4.2 边加载结构 |
| 5.4.3 改进型边加载结构 |
| 5.5 参数的影响 |
| 5.5.1 电压的影响 |
| 5.5.2 束流的影响 |
| 5.5.3 电子束宽度的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 径向三腔渡越时间振荡器初步实验设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 栅网结构实验及总结 |
| 6.3 边加载结构实验设计 |
| 6.3.1 径向束流产生实验设计 |
| 6.3.2 径向束流诊断设计 |
| 6.3.3 结构设计 |
| 6.4 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
（9）无引导磁场强流相对论环形电子束的产生与传输（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 强流电子束二极管的研究现状 |
| 1.1.2 箔聚焦电子束的研究现状 |
| 1.1.3 束流诊断方法的选择 |
| 1.2 本论文的主要内容 |
| 第2章 箔聚焦强流相对论环形电子束在同轴波导中的传输 |
| 2.1 箔聚焦强流相对论环形束在同轴波导中的电势分布 |
| 2.2 空间电荷限制流的计算 |
| 2.3 传输空间中的电场分布 |
| 2.4 束流自磁场的计算 |
| 2.5 包络电子的平衡条件和轨迹 |
| 2.5.1 平衡条件 |
| 2.5.2 包络电子的运动轨迹 |
| 2.6 同轴箔聚焦结构设计实例 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 环形电子束的产生 |
| 3.1 二极管的工作机理 |
| 3.2 空间电荷限制流的求解 |
| 3.3 阴极材料的选择 |
| 3.4 阴极结构设计 |
| 3.4.1 极间静电场分布 |
| 3.4.2 阴极结构优化 |
| 3.5 实验结果 |
| 第4章 法拉第筒设计 |
| 4.1 法拉第筒的基本原理 |
| 4.2 法拉第筒的瞬态特性分析 |
| 4.3 法拉第筒的结构设计 |
| 4.4 各部件材料及尺寸参数的选择 |
| 4.4.1 石墨及良导体内筒参数的选取 |
| 4.4.2 不锈钢箔厚度的选择 |
| 4.4.3 绝缘薄膜的选择 |
| 4.5 法拉第筒的电路仿真 |
| 4.6 上升前沿 |
| 4.7 法拉第筒的标定 |
| 4.8 误差分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（10）箔聚焦径向强流相对论电子束的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 常用计算空间电荷限制流的方法 |
| 1.2 常用的束流聚焦的方法 |
| 1.2.1 均匀磁场聚焦 |
| 1.2.2 周期永磁体聚焦 |
| 1.2.3 等离子体聚焦 |
| 1.2.4 静电聚焦 |
| 1.3 聚焦方式的选择 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 径向漂移空间电子束的电场分布及其空间电荷限制流 |
| 2.1 研究的物理模型及基本假设 |
| 2.2 漂移空间中强流相对论电子束自洽电场分布 |
| 2.2.1 计算束电势分布的数值方法 |
| 2.2.2 迭代的收敛性证明 |
| 2.2.3 数值计算的算法 |
| 2.2.4 计算实例及收敛特性 |
| 2.2.5 算法的误差分析及其稳定性 |
| 2.3 径向漂移空间空间电荷限制流的计算 |
| 2.4 电场的分布 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 束流自磁场的计算 |
| 3.1 径向面分布电流的磁场 |
| 3.1.1 极轴夹角为θ的半无限大线电流对极轴上方点产生的磁场 |
| 3.1.2 径向半无限大面电流在P点产生的磁场 |
| 3.2 径向体分布电流的磁场 |
| 第四章 箔聚焦径向强流相对论电子束的平衡条件及束边缘电子轨迹 |
| 4.1 平衡条件 |
| 4.2 平衡的稳定性 |
| 4.3 束边缘电子的轨迹 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 忽略电子速度变化时箔聚焦径向相对论电子束的研究 |
| 5.1 忽略电子速度变化时径向束流电场分布 |
| 5.2 平衡条件及其稳定性 |
| 5.3 束边缘电子的轨迹及相关参数 |
| 5.4 可以忽略电子速度变化的流强界限 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
四、箔-聚焦的强流电子束的平衡与稳定特性（论文参考文献）
- [1]强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究[D]. 刘浩. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2019(09)
- [2]强流相对论环形电子束的周期磁场引导技术研究[D]. 魏元璋. 电子科技大学, 2018(09)
- [3]Ku波段径向线相对论速调管研究[D]. 党方超. 国防科技大学, 2017(02)
- [4]径向电子束的产生与传输[D]. 孔龙. 西南交通大学, 2017(02)
- [5]带状束高功率微波源宽通带收集极[J]. 王弘刚,马军,杜广星,钱宝良. 强激光与粒子束, 2014(11)
- [6]带状电子束高功率微波源输出系统研究[D]. 马军. 国防科学技术大学, 2014(03)
- [7]径向三腔渡越时间振荡器理论与实验研究[D]. 臧杰锋. 西南交通大学, 2010(09)
- [8]箔聚焦强流相对论环形束在同轴波导中的传输[J]. 林远超,刘庆想,臧杰锋. 强激光与粒子束, 2009(06)
- [9]无引导磁场强流相对论环形电子束的产生与传输[D]. 林远超. 西南交通大学, 2009(03)
- [10]箔聚焦径向强流相对论电子束的研究[D]. 朱静. 西南交通大学, 2008(12)