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介绍了天鹅绒阴极二极管的结构及天鹅绒阴极的设计，给出了二极管参数的测量方法及结果。对3种不同材料的天鹅绒阴极进行了实验研究，获得了大面积均匀电子束，并对电子束的横向及径向均匀性进行了诊断。实验结果表明：二极管工作状态接近的条件下，3种材料的天鹅绒阴极所获得的大面积电子束均匀性相近，而与天鹅绒的材料基本无关。