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无相互作用自由空间电子光学与量子电子显微镜
1
作者 赵利荣 崔益民 +1 位作者 彭腾飞 李文萍 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期362-370,共9页
本文围绕着生物等敏感样品的高分辨透射电子显微成像展开,从电子显微成像等方面论述了透射电子显微镜在敏感样品领域的发展,重点介绍了基于无相互作用测量(IFM)的量子电子相干成像机理,分析了自由空间电子光学中电子IFM对耦合相干电子... 本文围绕着生物等敏感样品的高分辨透射电子显微成像展开,从电子显微成像等方面论述了透射电子显微镜在敏感样品领域的发展,重点介绍了基于无相互作用测量(IFM)的量子电子相干成像机理,分析了自由空间电子光学中电子IFM对耦合相干电子源和耦合电子传输的要求,量子机制和电子显微镜相结合建立的量子电子显微镜能够从本质上解决高能电子辐照对生物等敏感样品的损伤,将成为敏感样品高分辨无损检测发展史上的里程碑。 展开更多
关键词 透射电子显微镜 无相互作用测量 自由空间电子光学 量子电子显微镜
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140 GHz折叠波导行波管电子光学系统设计与验证
2
作者 陈炤飞 陈辑 +2 位作者 吴玉娟 谢青梅 字张雄 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期69-73,共5页
设计了一种140 GHz折叠波导行波管电子光学系统,利用三维粒子仿真软件Opera-3D对考虑热初速效应的圆形电子注在周期永磁聚焦系统内传输状态进行了仿真分析,并对磁场过渡区进行了优化设计,改善电子注与磁场的匹配效果。经计算,该电子光... 设计了一种140 GHz折叠波导行波管电子光学系统,利用三维粒子仿真软件Opera-3D对考虑热初速效应的圆形电子注在周期永磁聚焦系统内传输状态进行了仿真分析,并对磁场过渡区进行了优化设计,改善电子注与磁场的匹配效果。经计算,该电子光学系统阴极发射电流60 mA,阴极电压20 kV,流通率99.9%。样管测试结果显示,电子枪参数与设计结果相符合,实测流通率达到97.2%,行波管实现连续波稳定工作。 展开更多
关键词 折叠波导行波管 电子光学系统 周期永磁聚焦系统 D波段
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D波段行波管电子光学系统设计
3
作者 杨霄 郭祖根 +1 位作者 王鑫杨 巩华荣 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第1期22-27,共6页
提出一种用于D波段行波管的电子光学系统设计方案,包括电子枪和永磁聚焦系统,并进行了验证。电子枪采用经典皮尔斯电子枪结构,阴极发射面的外层设置阴极套壳,抑制阴极边缘杂散发射;采用圆柱形控制极替代锥形控制极,同时在聚焦极加负偏压... 提出一种用于D波段行波管的电子光学系统设计方案,包括电子枪和永磁聚焦系统,并进行了验证。电子枪采用经典皮尔斯电子枪结构,阴极发射面的外层设置阴极套壳,抑制阴极边缘杂散发射;采用圆柱形控制极替代锥形控制极,同时在聚焦极加负偏压,调节电子注的压缩状态。所设计电子枪工作电压为19 kV,提供电子注电流57 mA,注腰半径为0.068 mm,射程为14.9 mm。为在半径0.15 mm的电子通道中稳定地聚焦和传输电子注,永磁聚焦系统采用周期永磁聚焦系统。峰值磁场为布里渊磁场的2.9倍,增加了电子注刚性。模拟结果显示,传输的电子注最大波动半径小于0.1 mm。按所设计的电子光学系统加工组装了试验流通短管,测试结果显示电子注电流为49.83 mA,收集极电流为49.6 mA,对应电子注流通率达到99.5%,实现了设计目标。 展开更多
关键词 D波段 电子光学系统 电子枪 磁聚焦系统 行波管
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基于渐近解的成像电子光学近轴横向像差理论及其验证 被引量：5
4
作者 周立伟 公慧 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期619-625,共7页
在成像电子光学系统的横向像差中,近轴像差是整个像面普遍存在、且影响图像中心像质的主要像差,并决定了系统的极限分辨率.本文由电子光学近轴方程的渐近解推导了近轴横向像差的普遍表示式,并通过一两电极静电同心球系统,推导了近轴轨... 在成像电子光学系统的横向像差中,近轴像差是整个像面普遍存在、且影响图像中心像质的主要像差,并决定了系统的极限分辨率.本文由电子光学近轴方程的渐近解推导了近轴横向像差的普遍表示式,并通过一两电极静电同心球系统,推导了近轴轨迹特解的渐近解和精确解的解析表示,给出了二级和三级近轴色球差以及三级近轴放大率色差的表达式,证明了基于渐近解求解成像电子光学系统的近轴横向像差的途径是可行的和足够精确的.文中给出的近轴横向像差的简明形式对于成像电子光学系统的像差研究和像管设计具有实际意义. 展开更多
关键词 电子光学成像系统 静电阴极透镜 电子光学的像差理论 近轴横向像差 近轴放大率色差
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关于Tau变分法研究电子光学成像系统的时间像差理论 被引量：2
5
作者 周立伟 M A Monastyrski. +2 位作者 M Ya Schelev 张智铨 李元 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期193-197,共5页
本文采用新的时间像差定义,考察了“Tau变分法”研究电子光学成像系统的时间像差理论.本文表明,“Tau变分法”所给出的以微分方程形式表示的几何时间像差系数,亦可获得积分形式的表示式,证明了“直接积分法”与“Tau变分法”这两条途径... 本文采用新的时间像差定义,考察了“Tau变分法”研究电子光学成像系统的时间像差理论.本文表明,“Tau变分法”所给出的以微分方程形式表示的几何时间像差系数,亦可获得积分形式的表示式,证明了“直接积分法”与“Tau变分法”这两条途径殊途同归. 展开更多
关键词 电子光学成像系统 阴极透镜 动态电子光学 时间像差理论 时间渡越弥散
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电子光学系统瞬态响应特性的计算机模拟
6
作者 李相民 周立伟 金伟其 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第S2期30-30,共1页
电子光学系统瞬态响应特性的计算机模拟李相民周立伟金伟其（北京理工大学光电工程系１０００８１）近年来电子光学理论与设计取得巨大发展，基本上能够设计出满足各种需要的电子光学系统。然而，过去人们主要研究的是电子光学系统的静... 电子光学系统瞬态响应特性的计算机模拟李相民周立伟金伟其（北京理工大学光电工程系１０００８１）近年来电子光学理论与设计取得巨大发展，基本上能够设计出满足各种需要的电子光学系统。然而，过去人们主要研究的是电子光学系统的静态特性，即在稳定的外电场作用时电子... 展开更多
关键词 电子光学系统 瞬态响应 计算机模拟 蒙特卡罗方法 变像管 蒙特卡罗模拟 电荷包 响应特性 电子光学设计 系统设计
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束流电子光学理论的发展
7
作者 西门纪业 《电子显微学报》 CAS CSCD 1990年第3期247-247,共1页
传统的射线电子光学理论基于计算单电子在电子光学系统中的运动轨迹,而束流电子光学则是研究在位置—动量的相空间中电子束的传输性质。近年来束流电子光学在核物理和加速器物理、质谱学和能谱学等领域中有了广泛发展。但是目前国内外... 传统的射线电子光学理论基于计算单电子在电子光学系统中的运动轨迹,而束流电子光学则是研究在位置—动量的相空间中电子束的传输性质。近年来束流电子光学在核物理和加速器物理、质谱学和能谱学等领域中有了广泛发展。但是目前国内外束流电子光学理论多数是发展了线性的一级理论。作者近年来发展了考虑三级、五级象差的束流电子光理论,研究的对象包括:旋转对称电子光学系统,直线轴和弯曲轴的电磁聚焦—偏转复合系统,磁圆形透镜和六极透镜的复合系统,圆形透镜与四极、八极透镜的复合系统,显然射线电子光学和束流电子光学两种理论在原则上是一致的。 展开更多
关键词 射电电子光学 束流电子光学 理论
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用5种不同的电子光学软件对微波管电子枪进行模拟计算 被引量：9
8
作者 肖礼 廖莉 +3 位作者 杨中海 廖平 雷文强 任俊杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期126-130,共5页
对TWTCAD微机版、工作站版本、EGUN,CAMEO以及Orprogr电子光学软件背景和特点作 了一个简单介绍,并利用其模拟计算了11支不同结构的电子枪。将计算得到的导流系数、射程和注腰半径与 实验数据列表对比,结果表明:不同电子光学软... 对TWTCAD微机版、工作站版本、EGUN,CAMEO以及Orprogr电子光学软件背景和特点作 了一个简单介绍,并利用其模拟计算了11支不同结构的电子枪。将计算得到的导流系数、射程和注腰半径与 实验数据列表对比,结果表明:不同电子光学软件计算不同类型电子枪其计算精度也不一样。在导流系数方 面,EGUN和Orprogr的计算精度较高,绝对平均误差分别为7.18%和7.4%;在射程方面,TWTCAD的计算 精度最高,绝对平均误差为5.69%;在注腰半径方面,Orprogr与实验值偏差较大,绝对平均误差为47.43%,而 工作站版本的计算精度最高,绝对误差仅为2.29%。 展开更多
关键词 电子枪 电子光学软件 导流系数 射程 注腰半径
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强流电子枪电子光学性能的研究 被引量：9
9
作者 殷学军 夏佳文 +5 位作者 刘振灏 杨建成 武军霞 刘伟 夏国兴 刘勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期246-250,共5页
　利用SLAC 226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究。计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础,在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。在该程序中,网格... 　利用SLAC 226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究。计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础,在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。在该程序中,网格的划分采用正方形网格;解泊松方程采用半迭代切比雪夫法;解轨迹方程采用四阶龙格 库塔法。经过对轴上电位的优化计算,得到了轴上电场的分布,电子轨迹以及阳极孔处的径迹斜率等结果,并且对外加电场与空间电荷场对束流的聚焦作用作了比较分析。计算发现,电子初始角和初始能量(对束流的)聚焦性能影响很小,二极管间距d=58.5mm时对束流聚焦最有利。 展开更多
关键词 强流电子枪 电子加速器 电子光学性能 大功率电子加速器
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Wiggler聚焦带状注速调管电子光学系统的设计 被引量：7
10
作者 王树忠 王勇 +1 位作者 丁耀根 阮存军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1517-1520,共4页
带状注速调管可以在高频段实现高功率微波输出,电子光学系统是带状注速调管的关键部件。阐述了Wiggler双平面聚焦理论,设计了新型椭圆形柱面阴极和椭圆形聚焦极结构,阴极曲率半径为17 mm,长轴10 mm,短轴4 mm;聚焦极长轴28.8 mm,短轴10.4... 带状注速调管可以在高频段实现高功率微波输出,电子光学系统是带状注速调管的关键部件。阐述了Wiggler双平面聚焦理论,设计了新型椭圆形柱面阴极和椭圆形聚焦极结构,阴极曲率半径为17 mm,长轴10 mm,短轴4 mm;聚焦极长轴28.8 mm,短轴10.4 mm。采用这种结构可以直接产生椭圆形带状电子注,且阴极发射电流密度较为均匀。设计了周期长度为8 mm,总长度为108 mm,中间带有凹槽并可以实现双平面聚焦的Wiggler结构,模拟显示电子注填充因子在75%左右,通过率达到100%。设计了新型的菱形收集极结构,电子轨迹在收集极内发散均匀。 展开更多
关键词 高功率微波 带状注速调管 Wiggler聚焦 电子光学系统 电子枪
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电子束焊接电子枪电子光学系统设计 被引量：6
11
作者 何成旦 李鹤岐 +1 位作者 李春旭 许启晋 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第5期5-8,共4页
电子光学系统的设计是电子束焊接电子枪设计的核心技术.介绍了电子束焊接电子枪电子光学系统的组成,分析了电子束束斑构成的4种主要物理因素.根据局部真空电子束焊接技术的要求,依据已给定的参数,通过计算得到了电子束会聚半角、光路尺... 电子光学系统的设计是电子束焊接电子枪设计的核心技术.介绍了电子束焊接电子枪电子光学系统的组成,分析了电子束束斑构成的4种主要物理因素.根据局部真空电子束焊接技术的要求,依据已给定的参数,通过计算得到了电子束会聚半角、光路尺寸、磁透镜的参数和结构.在此基础上设计完成的电子枪,达到了1)加速电压60kV,电子束束流134mA,即电子枪功率为8kW;2)电子枪在工件上的束斑尺寸,理论上设计计算直径为1.3mm,用AB试验法实测束斑直径为1.6mm;3)设计完成的电子光学系统满足了局部真空电子束焊接技术应用电子枪的需求;4)设计完成的电子枪集成应用于局部真空电子束焊机.经试验验证,设计完成后的8kW电子枪满足局部真空电子束焊接的要求. 展开更多
关键词 电子枪 电子光学系统 焊接 束斑 透镜
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多注速调管电子光学系统的模拟 被引量：6
12
作者 王树忠 丁耀根 +1 位作者 沈斌 王进华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期257-260,共4页
利用3维电磁场计算软件MAFIA对L波段100 kW多注速调管的多注电子光学系统进行了模拟计算。通过编写宏程序使MAFIA可以计算旁轴电子枪的性能参数,给出了磁场分布并分析了磁场的差异对电子轨迹的影响。模拟表明:中心注磁场具有轴对称性,... 利用3维电磁场计算软件MAFIA对L波段100 kW多注速调管的多注电子光学系统进行了模拟计算。通过编写宏程序使MAFIA可以计算旁轴电子枪的性能参数,给出了磁场分布并分析了磁场的差异对电子轨迹的影响。模拟表明:中心注磁场具有轴对称性,在均匀区,轨迹的波动性最小,电子轨迹的层流性也最好;内层电子注径向磁场较小,轨迹的波动性略大于中心注的情况;外层电子注靠近极靴处径向磁场最大,电子轨迹的波动最大,层流性最差。计算并模拟显示了18个电子注在收集极入口处的发散情况。 展开更多
关键词 高功率微波 多注速调管 3维电子光学 MAFIA
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W波段扩展互作用速调管电子光学系统 被引量：5
13
作者 邓德荣 李文君 +2 位作者 单李军 曾造金 周霖 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期105-109,共5页
W波段扩展互作用速调管电子光学系统由皮尔斯电子枪与均匀永磁聚焦系统组成,用于电子注的产生与传输。利用Vaughan迭代综合法及数值模拟优化设计了皮尔斯电子枪,并按照电子注传输特性要求研制了均匀永磁聚焦结构。根据电子光学系统的三... W波段扩展互作用速调管电子光学系统由皮尔斯电子枪与均匀永磁聚焦系统组成,用于电子注的产生与传输。利用Vaughan迭代综合法及数值模拟优化设计了皮尔斯电子枪,并按照电子注传输特性要求研制了均匀永磁聚焦结构。根据电子光学系统的三维模拟,导流系数0.21μP,注电流大于0.5A,注平均半径小于0.3mm,射程大于11mm。永磁聚焦磁场约0.33T,传输距离大于50mm,电子注通过率达到100%。电子枪与聚焦系统已加工完毕并通过测试,技术指标满足要求。 展开更多
关键词 扩展互作用速调管 电子光学系统 电子枪 聚焦磁场 传输特性
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一种条纹变像管静态电子光学聚焦特性数值模拟 被引量：4
14
作者 王丽伟 刘慎业 +3 位作者 肖沙里 胡盺 曹柱荣 袁铮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期365-368,共4页
对ICF实验中条纹相机的重要组件变像管的工作过程进行了介绍,建立了其内部电子光学系统模型,对其静态电子光学特性进行了数值模拟。模拟软件采用ANSYS,数值计算基于有限元数值计算方法,并利用哈密顿原理求解泛函,在控制计算精度的基础上... 对ICF实验中条纹相机的重要组件变像管的工作过程进行了介绍,建立了其内部电子光学系统模型,对其静态电子光学特性进行了数值模拟。模拟软件采用ANSYS,数值计算基于有限元数值计算方法,并利用哈密顿原理求解泛函,在控制计算精度的基础上,得出了该电子光学系统的内部静电场分布和轴上电位分布,同时对静态条件下的电子轨迹进行了模拟计算。结果显示了与理论解析结果很好的相似性,同时初步探索了电极尺寸及电压参数对成像的影响。结果表明,电压参数的改变对光电子成像的影响要更大一些。 展开更多
关键词 条纹相机 变像管 电子光学系统 有限元 数值模拟
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0.22THz折叠波导行波管电子光学系统设计与实验研究 被引量：4
15
作者 宋睿 周泉丰 +4 位作者 雷文强 蒋艺 胡鹏 马国武 陈洪斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期185-189,共5页
设计了一套0.22THz折叠波导行波管电子光学系统,详细介绍了电子枪和周期永磁聚焦系统的设计过程,在电子枪电子束束腰与磁系统不匹配情况下,对磁场过渡区进行了优化设计,以此为基础利用磁场仿真软件对磁场进行模拟和优化,并把磁场位形代... 设计了一套0.22THz折叠波导行波管电子光学系统,详细介绍了电子枪和周期永磁聚焦系统的设计过程,在电子枪电子束束腰与磁系统不匹配情况下,对磁场过渡区进行了优化设计,以此为基础利用磁场仿真软件对磁场进行模拟和优化,并把磁场位形代入电磁仿真软件进行电子束传输仿真,优化后的电子光学系统发射束流10mA,阴极电压15kV,束流通过率96%。通过实验验证,流通管束流通过率93%,高频样管束流通过率94%,与设计相符。高频样管实现连续波运行,功率大于0.4 W,3dB带宽大于12GHz。 展开更多
关键词 折叠波导行波管 电子光学系统 束流通过率 永磁聚焦系统
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ELV-8型加速管电子光学性能研究 被引量：3
16
作者 陈思富 殷学军 +3 位作者 刘振灏 张仲发 郑威 徐宗宝 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期513-516,共4页
ELV-8型加速器的加速管分为变梯度加速管段和等梯度加速管段两部分。阴极为六硼化镧平面阴极。电子束的聚焦采用变梯度场聚焦 ,使电子束成为层流束。电子枪的平面电极使得阴极发射面前的电场均匀 ,从而使得加速管的电子光学系统对初始... ELV-8型加速器的加速管分为变梯度加速管段和等梯度加速管段两部分。阴极为六硼化镧平面阴极。电子束的聚焦采用变梯度场聚焦 ,使电子束成为层流束。电子枪的平面电极使得阴极发射面前的电场均匀 ,从而使得加速管的电子光学系统对初始条件不过于敏感 。 展开更多
关键词 ELV-8型加速管 六硼棚镧阴极 变梯度加速管 电子光学系统 电子束 电子枪
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高峰值功率多注速调管电子光学系统的研究 被引量：11
17
作者 张瑞 王勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1519-1523,共5页
分析了存在于高峰值功率多注速调管电子光学系统中的问题。采用间接设计方法设计了S波段50 MW多注速调管的电子光学系统。设计中采用分立屏蔽筒结构解决电子枪区聚焦场的旁轴对称问题。利用2维电子光学软件EGUN、3维电磁模拟软件MAFIA和... 分析了存在于高峰值功率多注速调管电子光学系统中的问题。采用间接设计方法设计了S波段50 MW多注速调管的电子光学系统。设计中采用分立屏蔽筒结构解决电子枪区聚焦场的旁轴对称问题。利用2维电子光学软件EGUN、3维电磁模拟软件MAFIA和PIC粒子模拟程序对电子轨迹进行了模拟,结果表明:分立屏蔽筒结构可以获得较好的旁轴对称场,电子光学系统的电子轨迹比较理想。 展开更多
关键词 电子光学系统 多注速调管 高峰值功率 电子枪 电子注
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毫米波静电聚焦行波管电子光学系统的设计 被引量：3
18
作者 李飞 郝保良 +3 位作者 肖刘 刘濮鲲 王景田 赵建东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期191-195,共5页
介绍了静电聚焦方式在毫米波行波管中的独特优势,分析了周期静电聚焦场的建立方法。基于某Ka波段行波管,首先根据指标要求设计了强流电子枪并选择类梳齿状结构作为其慢波电路,然后对电子枪和类梳齿状慢波电路组成的电子光学系统进行了... 介绍了静电聚焦方式在毫米波行波管中的独特优势,分析了周期静电聚焦场的建立方法。基于某Ka波段行波管,首先根据指标要求设计了强流电子枪并选择类梳齿状结构作为其慢波电路,然后对电子枪和类梳齿状慢波电路组成的电子光学系统进行了模拟计算,最后对慢波电路的关键尺寸进行了容差分析。结果显示,在周期静电场的作用下,电子注全部平稳地通过了慢波系统。良好的静态通过率为后续高效率的注-波互作用奠定了基础,证明了利用静电场聚焦毫米波行波管中大电流密度电子注的可行性。 展开更多
关键词 静电聚焦 电子光学 毫米波行波管 注-波互作用 慢波结构
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毫米波行波管电子光学系统计算机模拟 被引量：4
19
作者 廖平 杨中海 廖莉 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期794-797,共4页
分析了毫米波行波管电子光学系统的基本特征和设计方法。提出了建立一体化电子光学模型,通过PIC模拟研究电子注静态传输特性的方法。对于改进和优化行波管电子光学系统设计,实现“设计制管一次成功”具有一定的参考价值。
关键词 毫米波行波管 电子光学 粒子模拟 MAFIA软件
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浸没流多透镜多注电子光学系统的模拟研究 被引量：4
20
作者 张瑞 王勇 谢敬新 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期1722-1726,共5页
该文采用先2维后3维的计算方法,对L波段高峰值功率多注速调管电子光学系统进行了模拟设计。采用均匀场浸没流多透镜聚焦系统对电子注进行聚焦,获得了通过率100%,填充因子55%,特性良好的旁轴电子注。模拟计算表明,多透镜系统可有效调整... 该文采用先2维后3维的计算方法,对L波段高峰值功率多注速调管电子光学系统进行了模拟设计。采用均匀场浸没流多透镜聚焦系统对电子注进行聚焦,获得了通过率100%,填充因子55%,特性良好的旁轴电子注。模拟计算表明,多透镜系统可有效调整电子注平衡半径,电子枪区均匀场可有效调整电子注波动性及层流性,聚集系统可在阴极磁感应强度为0.001～0.01T,主磁场为0.06～0.13T的范围内实现对旁轴电子注的良好聚焦。 展开更多
关键词 电子光学系统 多注速调管 电子枪 电子注
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