S波段1＋腔热阴极微波电子枪研究

叙述了１＋腔热阴极微波电子枪设计、制造与调试的情况。该枪已于１９９２年１２月调试出束，经过一年多的调试运行，测量了电子束的发射度和能谱，得到了满意的结果。当输入功率约１．１ＭＷ时，输出电子束最大能量１ＭｅＶ，平均电子能量０．６ＭｅＶ，宏脉冲电流１Ａ，宏脉冲宽度约２μａ，重复频率５０Ｈｚ，微波工作频率２９９７．７５ＭＨｚ，束流归一化发射度ε_ｎ≈５πｍｍ·ｍｒａｄ。     

S波段1＋腔热阴极微波电子枪研究

叙述了１＋腔热阴极微波电子枪设计、制造与调试的情况。该枪已于１９９２年１２月调试出束，经过一年多的调试运行，测量了电子束的发射度和能谱，得到了满意的结果。当输入功率约１．１ＭＷ时，输出电子束最大能量１ＭｅＶ，平均电子能量０．６ＭｅＶ，宏脉冲电流１Ａ，宏脉冲宽度约２μａ，重复频率５０Ｈｚ，微波工作频率２９９７．７５ＭＨｚ，束流归一化发射度ε_ｎ≈５πｍｍ·ｍｒａｄ。     

新型电子束源—虚火花放电室设计

提出一种新型的脉冲线加速器驱动的高功率，强流密度，低发射率，高亮度电子束源－虚火花放电室的初步设计。基于空心阴极效应和虚火花放电经验公式，确定了空心阴极，多隙阴－阳极，取及工作气压范围，最后提出关于虚火花产生高亮度电子束源的总体实验方案。     

300kV的虚火花放电实验

 介绍了用脉冲线加速器作驱动电源产生高压虚火花放电的实验。脉冲线加速器由十级马克斯发生器和改装的脉冲形成线构成, 虚火花放电室中注入低气压氮气, 在300kV的放电电压下获得药10kA的高亮度电子束。     

远红外自由电子激光装置束流传输线的设计与整体数值模拟

提出了ＣＡＥＰ（中国工程物理研究院）远红外自由电子激光装置束流传输线的设计，给出了各元件的设计参数，并进行了束流传输整体数值模拟，最后得到摇摆器入口处电子束团的主要参数：能量２ＭｅＶ，峰值电流１７Ａ，脉冲宽度１４ｐｓ（ＦＷＨＭ），束归一化发时度１４πｍｍ·ｍｒａｄ（水平）和５πｍｍ·ｍｒａｄ（垂直），束团整体能散度１．２７％，束归一化亮度５×１０￣（１０）Ａ／ｍ￣２·ｒａｄ￣２。整体数值模拟结果表明：电子束品质完全满足摇摆器的要求。     

台式拉曼自由电子激光器建议

提出台式拉曼自由电子激光器的建议，新型台式拉曼自由电子激光器由马克斯发生器、虚火花放电电子束源和小周期波荡器等部分组成。外形尺寸将为传统的拉曼自由电子激光器的１／４至１／５。     

虚火花电子束源研制成功

虚火花电子束源研制成功王明常，朱俊彪，王之江，张立芬，陆载通，陆宾，冯诚士，黄羽．周慧芬（中国科学院上海光学精密机械研究所，上海２０１８００）高功率，强流密度，高亮度虚火花电子柬源运转成功。近日出束，取得重大进展。座火花放电是在一种特殊结构称为虚火花...     

存在漂移管和引导磁场情况下强流电子束的发射度

文中考虑了当电子束绕引导磁场发生旋转运动时，强流电子束的发射性质。在均匀分布电荷情况下，导出了发射度的公式，给出了发射度和正则角动量的关系。在轴对称非线性分布电荷情况下．得出了比T．P．Wangler等所给出的更普遍的电子束发射度变化公式。     

ArF准分子激光振荡放大系统的研究

研究了ＡｒＦ准分子激光振荡放大系统，中心波长１９３ｎｍ，用一只闸流管作为开关元件，通过主充放电网络匹配，有效地解决了两台器件的放电抖动，振荡放在倍数达到约５０倍，系统单脉冲输出能量５０ｍＪ，光束发射角低于０．２０ｍｒａｄ。     

曙光一号自由电子激光实验的理论分析

对曙光一号自由电子激光实验方案和结果进行了系统的理论分析和数值计算。首先用实测的束流发射度ε＿Ｎ＝０．３６～０．６３ｒａｄ·ｃｍ论证了电子束可以不经调制而由束流传输段直接进入摇摆器达到有效产生自由电子激光。其次用编制的三维电子束传输程序模拟２ｋＡ强流束从加速器出口到摇摆的器入器传输过程。最后根据实测参数，使用ＣＥＢＱ程序和ＷＡＧＦＥＬ程序，对曙光一号ＡＳＥ实验、功率放大实验和磁场失谐曲线进行的计算表明，曙光一号束流发射度大约在印ε＿Ｎ＝０．６１～０．８ｒａｄ·ｃｍ附近；ε＿Ｎ＝０．８ｒａｄ·ｃｍ时，上述实验与曲线的理论计算基本一致；曙光一号双向聚焦摇摆器设计是成功的；从功放结果分析，磁控管输入摇摆器的ＴＥＯ１模的功率约为５０Ｗ，并对下一轮实验提出了改进意见。     

An emittance measurement device for a space-charge dominated electron beam

Beam emittance is one of the most important parameters for electron sources. To investigate the beam emittance of the 3.5-cell DC-SC photocathode injector developed at Peking University, a multi-slit emittance measurement device has been designed and manufactured. The designed slit width, mask thickness and beamlet drift length are 100 μ m, 3 mm and 430 mm respectively. It is suitable for the electron beam with energy of about 5 MeV and the average current less than 0.1 mA. The preliminary measurement result of the rms emittance of the electron beam produced by the DC-SC injector is about 5-7 mm·mrad.     

光阴极微波电子枪优化设计的考虑

对光阴极微波电子枪进行了优化设计 ,给出了光阳极微波腔的形状、电参数和电场分布 .电子束团初始参数对束流横向发射度的影响 ,用 Parmela程序对其进行了优化 ,得到了一组最优参数 .考虑了补偿线圈对束流发射度的影响 ,对线圈的位置和电流的大小做了优化 .经过优化后得到腔出口处的横向发射度为 1 .39πmm.mrad,达到了设计时的要求. A 1.3 GHz photocathode RF gun is under study in peking University. The photocathode RF gun, composed of gun cavity, photocathode and Laser system, is expected to deliver a electron beam with a normalized transverse rms emittance of 1π mm·mrad at a charge of 1nC. Its performance has been studied by the space-charge tracking code PARMELA. The influences of the initialized electron beam were also studied. The emittance compensation technique is employed. After optimization of the parameters was...     

BEPCII电子枪系统设计

 BEPCII改进工程需要更高流强的电子枪。新电子枪系统的物理设计、机械设计、控制系统设计等均进行了描述。电子枪的设计发射电流在脉宽为1 ns时大于10 A，重复频率50 Hz。将会采用脉冲电源来为电子枪提供最高200 kV的脉冲高压。在设计阶段，电子枪的几何结构和束流传输过程利用计算机模拟进行了优化。EGUN和DGUN的计算结果表明导流系数为0.22 mA·V^-3/2，电子枪出口的发射度为16 p·mm·mrad。PARMELA的模拟结果表明束流能顺利地传输至第一根加速管末端，捕获效率为67%，出口的均方根发射度为25 mm·mrad。基于EPICS平台的电子枪控制系统设计也已完成，提供了全新的双脉冲运行模式和2.5 μs长脉冲运行模式。     

用修正三梯度法测量束流发射度

 介绍了修正三梯度法的原理和利用该方法测量发射度的实验装置。编写了基于束包络方程的数值拟合程序，并进行了模拟计算。用修正三梯度法对3.5MeV注入器出口处脉冲电子束的发射度做了时间分辨的测量。结果表明，当空间电荷力不可忽略时，该注入器输出的电子束脉冲期间中间部分束的发射度为1 040π·mm·mrad。     

高压直流连续波光阴极注入器中电子束流发射度研究

 高平均功率自由电子激光研究中，电子束质量是关键。针对高平均功率自由电子激光目标参数，提出了直流高压连续波光阴极注入器，给出了注入器的束流动力学过程。为了降低输出束流横向发射度，采用特殊结构设计的静电加速腔，加速电压1MV，最大加速梯度10MV/m。用PARMELA程序进行了粒子动力学模拟，电子束束团电荷为0.5nC，束团长度10ps时，注入器输出束流归一化发射度均方根值为5.8mm·mrad。     

100 MeV电子直线加速器的物理设计

 能量为100 MeV左右的高性能电子直线加速器是第三代同步辐射光源注入器和自由电子激光注入器的重要组成部分,采用热阴极栅控电子枪、聚束系统和4根SLAC型加速管作为加速器主体结构,一套45 MW的速调管调制器系统和波导系统作为微波功率源系统。设计中,使用了国际通用的模拟软件对加速器的动力学特性进行了数值模拟和参数优化,电子束能量达到100 MeV以上,能散小于1%,归一化发射度小于30 mm·mrad。     

Slice emittance measurement for photocathode RF gun with solenoid scanning and RF deflecting cavity

The radiation of high-gain short-wavelength free-electron laser depends on the slice transverse emittance of the electron bunch. This essay introduces the method of slice emittance measurement, and shows the brief setup of this experiment using the solenoid scanning and RF deflecting cavity at Tsinghua University. The preliminary experimental results show that the slice rms emittance of the electron bunch generated by photocathode RF gun has considerable variations along the bunch and is typically less than 0.55 mm mrad for the laser rms radius of 0.4 mm.

     

Progress of the Injector Linac Upgrade for the BEPCⅡ Project

BEPCⅡ—an upgrade project of Beijing Electron Positron Collider (BEPC) is a factory type of e+e- collider. It requires its injector linac to have a higher beam energy (1.89 GeV) for on-energy injection and a higher beam current (40 mA e+ beam) for a higher injection rate ( 50 mA/min). The low beam emittance (1.6π mm·mrad for e+ beam, and 0.2πmm·mrad for 300 mA e- beam) and the low beam energy spread (±0.5%) are also required to meet the storage ring acceptance. Thus the original BEPC injector linac must be upgraded to have a new electron gun with its complete tuning system, a new positron source with a flux concentrator, a new RF power system with its phasing loops and a new beam tuning system with orbit correction and optics tuning devices. These new components have been designed, fabricated, tested and will be installed in their final positions in this spring and summer, which are described in this paper.     

HIRFL-CSR主环慢引出设计

对HIRFL-CSR工程的主环（CSRm）的共振慢引出进行了设计，并采用Winagile程序对引出过程进行了初步的计算机模拟。主环慢引出采用幅度和动量选择引出机制，其引出通道和快引出通道相同。采用了1/3整数共振慢引出机制来获得约1 s的较均匀的引出束流，该引出束流的水平发射度小于1 πmm·mrad。     

狭缝法合肥光源高亮度注入器发射度测量系统

为了测量受空间电荷效应支配的发射度,合肥光源高亮度注入器采用了狭缝法进行测量,研究了基于狭缝法发射度测量系统的构成,并以实例比较了单狭缝和多狭缝在发射度测量系统中的应用。两种测量方法的结果表明:单狭缝法测量的结果更接近于模拟计算值,可有效避免子束团之间的重叠,适用范围更广。实验结果表明:在240 pC电荷量情况下,合肥光源高亮度注入器仍然具有较小的归一化发射度,为（1.840.085） mmmrad。