光阴极微波电子枪中发射度补偿及模拟计算.PDF

第 19卷 第 3期 原 子 核 物 理 评 论 Vo1．19。No．3 2002年 9月 NuclearPhysicsReview Sep．，2002 文章编号：1oo7—4627(2oo2)o3一o338一o4 光阴极微波 电子枪 中发射度补偿及模拟计算。 刘圣广，李永贵 (中国科学院高能物理研究所 自由电子激光室，北京 100080) 摘 要 ：介绍 了上海深紫外 自由电子激光用光 阴极微波电子枪采用发射度补偿技术的结果．详细分 析了线性空间电荷力的特点及对束流发射度的影响，从束流动力学和相空间两方面讨论 了发射度 补偿原理．给 出了补偿线 圈的设计结构及其轴向场分布．利用 PARMELA程序对补偿效果作 了模 拟计算．结果表 明，设计的腔体对单 圈1．5nC束团，在枪 出 口后 1．2m处 ，电子能量为5．7MeV， 横 向归一化发射度 e，RMs一1．6127【mm ·mrad． 关 键 词 ：光 阴极微波 电子枪；补偿线圈；空间电荷力 中图分类号：TLS03．3 文献标识码 ：A 一 晕 昌一 1 引言 管[4]，如图 1所示．即在柬流运动轴线上加一个纵 2 0 O m 向磁场 ，使柬流横 向聚柬 ，对空间电荷效应 引起 的 短波长 自由电子激光对 电子柬 的品质要求非常 发射度增长得 以补偿．模拟计算表明，在枪 出口后 苛刻．为得到深紫外 以至 X波段的自由电子激光， 1．2m处 ，柬流横 向归一化 RMS发射度 e．RM。一 产生低发射度 、高峰值流强和短脉冲、高亮度 的电 1．6127【mm ·mrad，柬流能量 E=5．71MeV．图2 子柬 团是非常重要 的．上海深紫外 自由电子激光项 为电子枪 内轴 向电场分布． 目[1将利用 300MeV 电子直线加速器 的电子柬 ， 采用高增益谐波放大技术路线 ，产生 100nm左右 ； J一一 。。、L 厂 、 的深紫外相干光．对 电子枪的要求是：电荷量 1．5 ；， 、 nC，电子能量为 4．5—5MeV，归一化发射度 e．。 ， 、 ，i 、L ≤ 47【mm ·mrad，脉宽 8—10ps．为实现此设计 ， i 目标 ，我们采用 了光 阴极微波 电子枪 矗]．因为脉 ， ；