自由電子激光裝置相關(guān)磁體小型化的研究.pdf

1、自由電子激光無可比擬的優(yōu)勢使其已成為科技領(lǐng)域最活躍的領(lǐng)域之一。自由電子激光器體積龐大，造價(jià)高昂，因此極大地限制了其使用范圍。自由電子激光器能否充分發(fā)揮其優(yōu)異特性走向普及化，關(guān)鍵將取決于器件能否小型化，因此，小型化成為國際上研究自由電子激光器的熱點(diǎn)之一。自由電子激光器的小型化包括加速器小型化和磁體小型化。本文圍繞磁體小型化開展工作。自由電子激光裝置中的磁體包括多個(gè)部分，根據(jù)實(shí)際情況，論文工作主要針對光陰極微波電子槍發(fā)射度補(bǔ)償線圈和波蕩器兩

2、部分開展研究:對發(fā)射度補(bǔ)償線圈，提出分別使用永磁環(huán)和脈沖電流螺線管取代的方案，并對方案的可能性做了較詳細(xì)地討論;對混合型波蕩器，提出增加每周期磁塊數(shù)來提高其磁場峰值的方案，并做了計(jì)算驗(yàn)證。
　　 本文首先對自由電子激光進(jìn)行了概述，并簡單介紹了光陰極微波電子槍發(fā)射度補(bǔ)償線圈和波蕩器的現(xiàn)狀。
　　 其次，對使用永磁環(huán)取代螺線管線圈用于發(fā)射度補(bǔ)償?shù)姆桨高M(jìn)行了討論。利用POISSON/SUPERFISH軟件計(jì)算了永磁環(huán)不同組合結(jié)

3、構(gòu)的靜磁場，將結(jié)果整理帶入ASTRA軟件中，計(jì)算出電子束發(fā)射度隨縱向束流位置的變化。然后，將計(jì)算結(jié)果與同等模擬條件下使用補(bǔ)償線圈的情況進(jìn)行了對比，對永磁環(huán)情況下存在的問題及原因進(jìn)行了分析。
　　 然后，對用于發(fā)射度補(bǔ)償?shù)穆菥€管線圈使用脈沖電流替代直流電流的可能性做了分析。詳細(xì)介紹了計(jì)算螺線管溫升的數(shù)值模擬方法，并對使用氧化膜鋁箔線包的螺線管在直流電流狀態(tài)下的溫升進(jìn)行了計(jì)算，隨后得出其在脈沖電流狀態(tài)下的溫升，驗(yàn)證了螺線管在脈沖電流