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相似文献
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1.
长脉冲相对论速调管放大器的初步实验研究   总被引:6,自引:6,他引:0       下载免费PDF全文
 介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究。重点分析了束流经过中间腔间隙调制后束流脉冲缩短和输出微波脉冲缩短问题,经过对注入微波、中间腔和输出腔等参数的调节,得到了比较强的基波调制电流和微波辐射。采用446kV/3.0kA/1.4μs的空心电子束,经过四腔放大后,得到381MW/200ns的辐射微波,束波转换效率28%,增益34dB。  相似文献   

2.
胡旻  祝大军  刘盛纲 《物理学报》2005,54(6):2633-2637
当强流相对论电子束在类双腔速调管系统中传输时,会发生自调制现象. 利用这一现象可以 在无微波注入的情况下得到较好的微波输出,这是一种由强流相对论效应引起的自激振荡. 利用这一原理有可能研制出一类新型的微波器件. 对强流相对论电子束在这种物理机制作用 下发生起振的条件及传输机理进行了理论分析,并进行了数值模拟. 优化结果显示,利用4k A, 500kV的强流相对论电子束,可得到099GHz,800MW的微波输出,效率约40%. 关键词: 强流相对论电子束 自调制 反馈机制 数值模拟  相似文献   

3.
 介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)双间隙输出腔高频系统的设计,并利用3维粒子模拟程序模拟和优化了短脉冲强流相对论调制电子束经过双间隙输出腔后的微波提取。在束压640 kV、束流6 kA、基波调制深度80%的条件下,模拟得到功率为1.1 GW的微波,频率约为2.85 GHz,效率28%。在高频分析和粒子模拟的基础上进行了实验研究,实验中采用束压640 kV、束流6 kA的环行电子束,经过优化调节RKA参数,在中间腔后得到了约4.6 kA的基波调制电流,加上双间隙提取腔后从该RKA获得了频率为2.9 GHz、功率为1 GW、脉宽22 ns的输出微波,束波转换效率26%。  相似文献   

4.
强流短脉冲相对论速调管放大器实验研究   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
 利用无箔空心石墨阴极和0.65T的脉冲引导磁场,从Sinus加速器二极管引出了电压约750kV、电流约8.6kA、脉宽40ns的环形电子束,经过输入腔和中间腔间隙调制后,得到了7kA/43ns的基波调制电流,经过输出腔间隙后,得到了2.1GW/15ns的最大微波输出功率,束波转换效率33%,最高增益为40dB,并发现脉冲缩短现象。  相似文献   

5.
Super-reltron theory and experiments   总被引:1,自引:0,他引:1  
A highly efficient, high-power microwave tube called super-reltron is reported. The authors have achieved operation at >400 MW with ~50% efficiency at 1 GHz, and 250 MW with 40% efficiency at 3 GHz. The RF pulse durations are typically a few hundred nanoseconds. These compact lightweight tubes do not require an external magnetic field. The RF output coupling is straightforward and delivers the power directly via the fundamental TE10 wave in a rectangular waveguide without a mode converter. The key features of the tube include (i) generation of a well-modulated electron beam by periodic virtual cathode formation, (ii) postacceleration of the modulated beam to reduce the relative electron energy spread, and (iii) a multicavity output section that efficiently extracts power without RF breakdown. Various theoretical aspects of the device are discussed and the experimental results are summarized  相似文献   

6.
S波段相对论速调管振荡器的实验研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 在20 GW加速器平台上开展了S波段相对论速调管振荡器(RKO)的单次和重复频率束流调制和微波辐射的实验研究。采用无箔空心阴极和0.9 T的恒流源磁场引出束压1 MV、束流13 kA、脉宽40 ns的环形电子束驱动RKO,该电子束经过3个紧密耦合的扩展互作用腔再经过一段漂移管的群聚后,产生了7.8 kA/20 ns的基波调制束流,该调制束流激励三轴输出腔,单次运行输出了3.5 GW的微波辐射,束波转换效率29%,脉宽20 ns;脉冲重复频率20 Hz运行时,输出微波功率3.4 GW,束波转换效率26%。该振荡器具有起振时间快、输出频谱较纯和结构紧凑等优点。  相似文献   

7.
张艳峰  李刚  张玉驰  张鹏飞  王军民  张天才 《物理学报》2011,60(10):104206-104206
通过直接对减反膜外腔反馈半导体激光器进行电流调制的方法,得到了两束位相锁定且频率差在6.0-9.3GHz范围内连续可调的激光,其中6.835和9.192GHz分别对应Rb87和Cs133原子基态超精细能级之间的频率差,激光功率分别可以达到6.87mW和5.09mW. 根据减反膜外腔反馈半导体激光器的特点,通过调整外腔腔长、激光器工作温度、电流以及所加射频调制信号的功率和频率,在调制频率小于等于4.0GHz时可以将载波完全压制. 调制频率大于4.0GHz时,虽不能将载波完全压制,但由于外腔与调制频率共振时对调制的增强也得到了调制深度很高的激光,并对其中的物理机理作了分析. 通过后续滤波等方法处理以后,该拉曼光源可以广泛应用到原子的量子操控中. 关键词: 受激拉曼光 高频调制 调制增强  相似文献   

8.
We are building a long-range FM/cw nonscanning imaging lidar breadboard. This lidar system achieves ranging based on a frequency modulation/continuous wave (FM/cw) technique, implemented by an amplitude modulated mid-IR diode laser transmitter with a linear frequency modulation (LFM) of the subcarrier. Firstly, various schemes of light beam modulation are analyzed. Secondly, we put forward a laser modulation scheme whose core was formed by a 1.55 μm electro-absorption modulated laser diode (EML) and an erbium-doped optical fiber amplifier (EDFA), then a corresponding experimental system architecture and components for light beam modulation and detection are established. Finally, a corresponding experiment of laser beam modulation is completed for the first time. In our experiment, the EML amplitude is modulated by a 200 MHz to 800 MHz LFM signal, whose amplitude value is 2.05 V. The average output power of the modulated laser obtained in the experiment is 10 W, peak power is 16.4 W, and the average modulation depth is 78%. The results of tests predict that this laser modulation scheme is likely to improve the imaging range of the FM/cw lidar.  相似文献   

9.
吴洋  金晓  马乔生  李正红  鞠炳全  苏昶  许州  唐传祥 《物理学报》2011,60(8):84101-084101
根据两腔振荡器和返波管的特点研制了过模结构返波振荡器, 该器件主要由调制腔和换能腔(慢波结构)两部分组成. 调制腔既是电子束的预调制腔, 也是微波谐振反射腔, 它同换能腔形成一个过模微波谐振腔,经调制腔调制后的电子束在换能腔中实现束波能量转换. 根据加速器的电子束参数(束压为1 MV,束流为20 kA)设计了一个X波段的高功率微波器件,2.5维粒子模拟程序模拟得到微波频率为8.25 GHz,输出功率为5.70 GW. 用超导磁体作为引导磁场,单次运行输出微波功率为5.20 GW,微波频率为(8.25±0. 关键词: 两腔振荡器 返波振荡器 多波切连科夫发生器  相似文献   

10.
S波段长脉冲相对论速调管放大器的实验研究   总被引:4,自引:7,他引:4       下载免费PDF全文
 介绍了S波段强流长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的高频系统设计、长脉冲强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究结果。重点阐述了长脉冲IREB调制和输出微波中的自激振荡问题。通过采用高阶工作模式以及参差模式设置的谐振腔、提高系统安装的同心度和调节电子束参数等措施,使自激振荡得到了抑制。采用550 kV,4 kA及210 ns的环行电子束,经过优化调节RKA参数,使强流调制电子束流脉宽由50 ns增加到150 ns,同时得到了3.2 kA的基波调制电流。从该RKA得到了峰值功率580 MW、脉宽140 ns的输出微波,束波转换效率26%,增益34 dB。  相似文献   

11.
A diode pumped Nd:YVO4 semiconductor saturable absorber mirrors (SESAM) passive mode-locked intracavity frequency doubled laser was studied. A type I phase matching LBO frequency doubling crystal was inserted in the cavity. With a pump power of 4.5 W, a 140 mW output of frequency doubled beam was achieved with LBO, while the power of one fundamental frequency beam was 240 mW with repetition rate of 85 MHz, and pulse duration of 5.2 ps.  相似文献   

12.
Kao DC  Kane TJ  Mullen LJ 《Optics letters》2004,29(11):1203-1205
A pulsed, modulation frequency tunable, frequency-doubled Nd:YAG laser has been devised for use in target detection through turbid media. A modulated pulse laser radar system offers many advantages in target detection, such as significant signal contrast enhancement, compared with conventional remote-sensing systems. By implementation of the dual-longitudinal-mode seed injection technique, the modulation frequency of the designed Q-switched laser can be tuned from 250 MHz up to 60 GHz in steps of 250 MHz while maintaining a modulation depth of at least 75%. This provides the ability to explore propagation and scattering properties further at previously unattainable high RF modulation frequencies.  相似文献   

13.
刘振帮  黄华  金晓  李士锋  王腾钫 《强激光与粒子束》2020,32(10):103004-1-103004-7
针对器件工程应用中的高功率高增益需求,设计了工作在X波段的高功率高增益多注相对论速调管放大器,建立了带输入、输出波导结构的三维整管模型。设计双边对称耦合孔输入腔结构,降低了输入波导对输入腔间隙电场均匀性的影响以抑制非均匀干扰模式;设计采用多腔多间隙群聚结构,降低了输入微波功率的需求,提高了器件放大增益;并且分析设计了多间隙扩展互作用微波提取结构,提高了器件的功率转换效率以及降低输出结构表面电场强度。通过优化设计,粒子模拟仿真实现X波段多注相对论速调管放大器输出微波功率达到3.2 GW,器件放大增益约为60 dB,功率转换效率约为40%。器件验证实验在电子束电压550 kV,电流5.1 kA的情况下,输出功率为0.99 GW,放大增益约为53 dB,转换效率约为35%。  相似文献   

14.
冷却储存实验环功率源的设计与计算   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 对兰州重离子加速器冷却储存环实验环(CSRe)的高频系统功率源的设计作了详细的工程计算,工作频率范围为0.5~2.0 MHz,工作于基波及二次谐波模式,发射机不仅能工作于点频连续波模式,而且还可以工作在扫频调制模式,输出最大功率达到70 kW。满足最高加速或减速电压10 kV的设计要求,能够用于捕获放射性次级束并将束流的能量从400 MeV/u 减速到 30 MeV/u。  相似文献   

15.
The design and feasibility of a 1-MW continuous-wave (CW) free electron laser (FEL) oscillator are reviewed. The proposed configuration includes a short-period (Iw~ 1 cm) planar wiggler, a sheet electron beam, a 0.5-1.0-MV thermionic electron gun, a hybrid waveguide/quasi-optical resonator, commercial DC power supplies, and a depressed collector. Cavity ohmic RF losses are estimated to be extremely low (⩽10-100 W/cm2) at 1/MW output power, while thermal heat transfer studies conservatively indicate that wall cooling up to 1500 W/cm2 should be possible. Experiments have convincingly verified theory and simulations which predict that negligible body currents will be achievable with low-emittance low-space-charge sheet beams. High-voltage sheet beam gun design studies indicate that the required beam quality can be achieved with CW compatible devices. The spent beam energy distribution is consistent with highly efficient spent beam energy recovery, and the proposed resonator cavity should provide mode discrimination and beam/RF separation capability  相似文献   

16.
基于低磁场返波管振荡器的工作原理,设计了一个捷变频相对论返波管振荡器,该器件由两段对电子束参数要求基本一致的慢波结构串接而成,通过调节引导磁场强度实现器件频率的调节,使其分别工作于C波段和X波段。在电子能量和束流分别为670keV和8kA的条件下,当引导磁场强度为0.5T时,采用2.5维PIC程序模拟得到频率为6.28GHz、功率为1.0GW的微波输出;而当引导磁场强度为0.8T时,得到频率为9.25GHz、功率为0.75GW的微波输出。  相似文献   

17.
赖剑强  魏彦玉  许雄  沈飞  刘洋  刘漾  黄民智  唐涛  宫玉彬 《物理学报》2012,61(17):178501-178501
采用交错双栅结构,结合带状电子注,研究了一种工作在140 GHz频段的大功率行波管. 本振模数值计算表明该结构具有良好的色散特性和耦合阻抗.针对所采用的慢波结构, 提出了慢波过渡结构、输入输出耦合器和集中衰减器,保证了行波管的良好工作. 利用三维大信号模拟计算的方法得到的结果显示,当电子注直流功率为5.115 kW,输入信号功率为0.1 W时, 所研究的行波管能在132-152 GHz范围内提供大于300 W的峰值功率,其中在138 GHz时得到最大功率546 W, 对应增益为37.37 dB.当在0.027-0.46 W内调节输入信号功率,可以保持该行波管在128-152 GHz 频带内得到大于440 W的峰值功率,对应的电子效率大于8.6%. 结果显示该行波管将在大功率短毫米波领域具有重要意义和潜在应用价值.  相似文献   

18.
研究了一种新型相干衍射辐射(CDR)太赫兹源,该太赫兹源基于中国工程物理研究院自由电子激光相干强太赫兹源(FEL-THz)的加速器电子束束流,具有MHz量级重复频率。理论分析、数值计算和PIC模拟证明了此太赫兹源时间长度可达到ps量级,中心频率在100~400 GHz可调,截止频率位于1~2 THz,脉冲峰值功率可达10 kW量级,平均功率可达到W量级,并且功率随束流流强成平方正比关系。  相似文献   

19.
BXERL is a proposal for a test facility(Beijing X-ray Energy Recovery Linac),which requires its injector to provide an electron beam of 5 MeV,77 pC/ bunch at a repetition rate of 130 MHz(average current of 10 mA).In this paper,we present the design of the injector,which consists of a 500 kV photocathodeDC gun equipped with a GaAs cathode preparation device,a 1.3 GHz normal conducting RF buncher,two solenoids,and one cryomodule containing two 1.3 GHz 2-cell superconducting RF cavities as the energy booster.The detailed beam dynamics show that the injector can generate electron bunches with a RMS normalized emittance of 1.49 7rmm-mrad,a bunch length of 0.67 mm,a beam energy of 5 MeV and an energy spread of 0.72%.  相似文献   

20.
S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
 介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)同轴输出腔内束波转换效率和腔主要参数的计算、微波提取的粒子模拟和优化以及实验。模拟计算时,采用单间隙的同轴输出腔,束压580 kV、束流4 kA的环行电子束,基波调制深度为80%,利用3维粒子程序得到约500 MW的微波输出功率,效率21.5%。将该模拟结果应用于实验的设计,实验中采用束压550 kV、束流4 kA的电子束得到功率500 MW、脉宽120 ns的输出微波,束波转换效率22.7%,实验结果与模拟结果吻合较好。  相似文献   

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