新型热电子发电机

<正>德国和美国的研究人员开发出一种将热或光转换成电能的新型热电子发电机。新的设计克服了"空间电荷效应问题",这个问题阻碍着实用设备的研制。新型发电机的效率大约是以前的发电机效率的4倍。这种新技术可应用于太阳能发电及废热利用等方面。热电子发电机利用由真空隔开的两块金属板之间的温差来将热或光转换成电流。热的那块金属板由入射光或热传导来加热,使得电子从金属板的表面蒸发     

用碘化钠探测器研究简单磁镜装置MM—2中热电子环特性

使用碘化钠(NaI)探测器,对MM-2简单磁镜装置中热电子环参数进行了测量,得到热电子温度为140—170keV,热电子环的半径为7cm,其径向厚度为4cm,轴向尺寸边缘区域从±10cm延伸至±20cm,同时也观测到了热电子密度沿径向分布,环的位置与磁场强度的关系以及硬X射线发射的时间特性。     

电子迥旋加热等离子体及热电子环特性的实验研究

在简单磁镜MM-2中,采用15GHZ大功率迴旋管进行了电子迴旋共振加热(ECRH)实验。结果表明,随充气压强的提高,预电离时间迅速变短。在高气压“C-模式”运行区,等离子体径向密度分布呈马鞍形。在迴旋管输出30kW功率的条件下,适于建立热电子环的气体压力窗为(0.4—1.2)×10^-5Torr。利用一个可移动Laugmuir探针配合反磁测量的简便方法,在中心场为2.95kG时,确定了电子环半径为7cm,环厚约4cm,环的轴向边界由z=±10cm一直延伸到z=±20cm。热电子温度为140—170keV,热电环平均β值为(4—5)％。观测到了由热电子环不稳定性引起的迸发式径向电子逃逸,并同时发生反磁信号跌落。     

热电子发射与光电效应

热电子发射与光电效应王家红（山东省招远市第一职业中专２６５４０１）热电子发射与光电效应在中专物理教学中是两个容易混淆的现象，因此，将它们进行分析、对比是很有必要的．１发生的条件完全不同所谓热电子发射，就是给金属丝加热，做热运动的自由电子的能量随金属丝...     

金属微纳结构中的热电子

随着光学器件的尺寸减小到纳米量级,金属微纳结构中的热电子越来越引人注目。热电子是指晶格中处于激发态的电子,在涉及光能转化的许多基础研究和应用中发挥着重要的作用。掌握金属微纳结构中热电子的特性有利于相关微纳光学器件的设计。为此,文章从热电子产生和弛豫的具体物理过程出发,对金属微纳结构中的光致直接激发热电子和表面等离激元热电子进行了详尽的讨论。掌握热电子的相关理论只是实现基于热电子的微纳光学器件的第一步,热电子的研究还有很大的发展空间。     

热电子等离子体的耗散漂移不稳定性

在热电子等离子体中,存在密度梯度驱动的低频耗散性漂移波,本文导出了包括等离子体电阻性和粘滞性的漂移波的色散关系。热电子环能降低不稳定性的增长率,减少等离子体的反常输运损失。漂移波被热电子环完全稳定的条件是β_h>4ξ/(1+2ξ)。实验中测量了漂移波的激发区域和振荡特性,观察了热电子环的稳定作用实。验结果与理论分析相符。 关键词：     

热电子等离子体的低频交换不稳定性

本文用磁流体理论,导出了包含导电端板“线结”效应的热电子等离子体低频交换模的色散关系,分析了热电子环的稳定作用,求出了稳定性判据。“线结”效应能大大降低交换模的增长率。取热电子密度为零,就得到简单流体等离子体的结果。     

高真空热电子发射实验研究

在真空环境下,研究了阳极电压和阴极电压对金属热发射电流强弱的影响。实验结果表明,提高阳极电压和阴极电压有利于电子从阴极逸出,使发射电流得到增强,此外,提高阳极电压能够降低阴极临界电压,增大发射电流,为提高热电子发射效率提供了实验基础和理论依据。     

空腔靶超热电子实验研究

本文介绍了激光与空腔靶、平面靶相互作用时，利用多道高能X射线滤波-荧光谱仪(FF谱仪)、高能X射线角分布探测器以及激光功率能量计，对等离子体发射的超热X射线和受激喇曼散射光进行测量的情况；给出了不同实验条件下典型的超热X射线能谱、角分布、超热电子温度Th以及受激喇曼散射光能量ESRS，对实验结果作了分析和讨论。     

自由电子激光放大器的理论分析

本文从单粒子模型出发,对自由电子激光放大器在小信号情形下的工作机理与参量特性进行了比较详细的分析与讨论,结果表明自由电子激光放大器实质上是电子束与快迴旋波的相互作用,而电子在轴向均匀静磁场及横向周期静磁场中运动的迴旋谐振条件对这种相互作用有重大的影响,本文对放大器的参量(如电子束的电压和电流密度、轴向及横向静磁场强度、横向静磁场波长等)与放大器的中心工作频率、放大带宽、小信号增益和放大电磁波的波数的关系进行了数值计算,并指出了最佳设计的途径,经过适当设计,自由电子激光放大器的小信号增益达到10^-2厘米^-1或1米的e倍距离并有足够的带宽是不难的。 关键词：     

自由电子激光的单粒子理论及其应用

本文建立了圆极化摇摆场自由电子激光的单粒子理论,导出了电子未扰轨道及其稳定性判据和自由电子激光单程增益的表达式。单程增益由三项构成,其中第一项即自由电子激光不稳定性的增益与动力学理论得到的指数增益相符。第二项和和三项表明存在一对新的不稳定性——正不稳定性和负不稳定性。该理论没有对电子未扰轨道纵向速度作任何假设,不仅可以更合理地用于常规自由电子激光的研究,而且可以用于短周期摇摆器弱相对论自由电子激光研究。后者由于电子未扰轨道纵向速度比较低,已有的单粒子理论中所作的电子纵向速度约等于光速的假设不再成立。借助数值分析,我们发现:(1)稳定轨道Ⅱ的弱导引场区域也出现了动力学理论描述过的与自由电子激光互作用机理相悖的现象。(2)正不稳定性和负不稳定性在稳定轨道Ⅰ的导引磁场临界值附近可能严重影响自由电子激光的工作。(3)可以使用较弱的短周期摇摆场和较强的导引场产生高频率高增益相干受激辐射。     

Electron acceleration in the inverse free electron laser with a helical wiggler by axial magnetic field and ion-channel guiding

Electron acceleration in the inverse free electron laser (IFEL) with a helical wiggler in the presence of ion-channel guiding and axial magnetic field is investigated in this article. The effects of tapering wiggler amplitude and axial magnetic field are calculated for the electron acceleration. In free electron lasers, electron beams lose energy through radiation while in IFEL electron beams gain energy from the laser. The equation of electron motion and the equation of energy exchange between a single electron and electromagnetic waves are derived and then solved numerically using the fourth order Runge-Kutta method. The tapering effects of a wiggler magnetic field on electron acceleration are investigated and the results show that the electron acceleration increases in the case of a tapered wiggler magnetic field with a proper taper constant.     

轴流式射频PCVD沉积质量分布的动力学分析

在用静电探针诊断了轴流式射频等离子体激活化学汽相沉积(PCVD)反应器中等离子体电子温度、电子密度轴向分布的基础上,提出与主要工艺参数相联系的二元流体动力学模型。以等离子体参量的轴向分布和变化规律为中介量,从动力学的角度分析主要工艺参数影响PCVD沉积质量分布的规律。将模型用于沉积SnO₂薄膜的过程,理论计算与实验结果符合较好。 关键词：     

共振线俘获对碰撞激发X光激光增益特性的影响

以类氖-锗离子为例,用逃逸概率方法研究了共振线俘获效应对电子碰撞激发X光激光增益特性的影响。对波长为19.6nm,23.2nm和23.6nm等三条激光线,讨论了增益特性对增益区宽度ΔR和介质速度梯度dV/dZ的依赖关系.     

变形碳纳米管的研究

给出了一些用透射电子显微镜观察到的变形碳纳米管结果，它们在形态上可以分为径向形变和轴向形变两类．这种在氩气氛电弧放电阴极沉积物中生成的变形纳米管，可以用我们建议的模型定性地加以解释 关键词：     

轴向磁场下感应耦合放电模式转换的实验研究

为探究轴向磁场对纯Ar感应耦合等离子体放电模式转换的影响,设计并搭建一整套等离子体产生装置展开实验研究,引入阻抗分析法对放电模式转换进行判断,并得到了朗缪尔探针法的验证。实验发现,当气压为10 Pa时,轴向磁场强度的增加使得E-H和H-E模式转换的阈值功率增大;同时,随着轴向磁场的增强,放电中心区域的电子密度不断降低。初步分析认为,这是由于带电粒子在洛伦兹力作用下做回旋运动,导致高能电子在垂直磁场方向上的碰撞减少,降低了电子密度以及感应耦合效率。进一步分析电子能量概率函数(EEPF)发现,在E模式下,轴向磁场对电子运动的约束作用更加明显,高能电子(>27 eV)所占比例增多,电子能量分布更加均匀。     

Simplified small signal gain calculations in free electron lasers

A method proposed recently is used for the evaluation of the small signal gain in various free electron laser configurations. The theory is applied to (a) the wigglerfree free electron laser with a uniform axial guide magnetic field and arbitrary direction of propagation of the amplified radiation and (b) the free electron laser with the axially modulated guide field (lowbitron). It is demonstrated that the new approach simplifies the gain calculation significantly in comparison with the traditional method.     

自由电子激光的计算机模拟

本文使用1(2/2)维电磁相对论粒子程序对自由电子激光进行计算机模拟。在线性段,计算机模拟与用解析理论计算的增长率符合很好。与没有轴向引导磁场的自由电子激光相比,加一弱轴向引导磁场时,Wiggler场的强度可降得较低。加一强轴向引导磁场时,波能量达到饱和水平所需时间较短。     

电子回旋共振放大器的理论分析

本文利用动功率定理求解静磁场中运动的相对论性电子束与波导中电磁行波的相互作用问题。引入电子群聚函数这一概念,它有利于分析放大器中电子群聚过程。通过数值计算分析了互作用区中回旋电子与行波场之间能量交换全过程。计算结果表明:纵向波数的虚部不为常量,因此增益特性并非线性;在高效率、高功率输出下要求静磁场B₀高度稳定;调整工作参量降低输出功率值,则对磁场稳定度要求也降低。这些性质可通过对电子群聚过程的分析得到解释。 关键词：