准光腔型自反馈虚阴极振荡器的研究

来源 :第七届全国激光科学技术青年技术交流会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:longdc
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介绍了准光腔型自反馈虚阴极振荡器:利用光学谐振腔标量波动理论,分析了准光学谐振腔的腔场特性;并采用二维半全电磁PIC程序对器件进行了粒子模拟,得到了主频为6.6GHz,平均功率超过1.0GW,以准高斯模为主的微波输出,束波作用平均转换效率接近10﹪.
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基于引导磁场和相对论近似条件下的空间电荷限制流模型对强流相对论电子束二极管进行了理论分析和粒子模拟,在此基础上进行了二极管结构优化设计、引导磁场及其位形优化设计,开展了强流电子束二极管的重复频率运行实验及阴极材料发射特性实验研究,二极管输出电子束电压超过500kV,束流约5kA,脉冲宽度40ns,重复频率100Hz.
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对电感储能/电爆炸丝断路开关功率调节系统进行了数值模拟,以此为基础,研制了输出峰值功率大于20GW的小型化低阻负载电感储能/电爆炸丝断路开关功率调节装置.实验结果为:以电容器作为初始能源,在6~10Ω电阻负载上输出脉冲电压大于400kV、脉冲电流50~60kA,峰值功率大于20GW,能量转换效率大于30﹪.以爆磁压缩发生器作初始能源,在6Ω电阻负载上输出峰值功率为12GW.
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分析了Cerenkov束波相互作用中使用单段均匀慢波结构的缺点,指出采用分段慢波结构可提高束波能量转化效率的可行性.通过粒子模拟方法,比较了两种结构中束波相互作用的物理图像,验证了理论分析结果,并说明了后者有束密度群聚充分、束电子速度分散小,产生微波效率高、频谱质量好,最佳工作电流大、输入电功率高等优点.