任意截面柱面静电系统中电子运动的分析

本文讨论电子在任意截面形状柱面静电系统中的运动,求得了平衡运动要求的条件和平衡运动的稳定条件。研究了空间电荷存在的情况,求得系统用作电子注的聚束系统时的极限电流;为了估计系统的最大聚束能力,引入最大导流因子gM。应用所提供的理论,研究了共轴圆柱系统,所得结果与文献[3,4]所给完全一致。对于不共轴圆柱系统的讨论,为分析偏心对共轴圆柱系统的影响提供了计算基础;所给曲线表明,偏心使静电旋行聚束系统的最大聚束能力降低。     

多次聚束的空间电荷波理论

本文采用空间电荷波的观念,讨论了包括电子相互作用的多次聚束问题。所得结果,在电流接近以零为极限时,简化成费恩柏格(E.Feenberg)由运动学观点出发的结果。但是空间电荷效应的包括,显示了多次聚束系统一些不能由运动学方法得到的特徵。本文的分析,可以应用在一系列的微波电子器件上。文中对这方面,也提供了一些具体的方向。     

微脉冲电子枪的动力学研究

 利用SEEG程序模拟计算了微脉冲电子枪束流动力学问题。在不考虑空间电荷效应的情况下，模拟了在微脉冲电子枪中电子纵向聚束的过程。进而详细研究了在空间电荷效应作用及相聚过程共同作用下形成饱和电流的过程。在此基础上，给出了经过优化后的微脉冲电子枪腔型特性,使用SEEG程序对该枪进行束流动力学模拟计算。最后给出一个实验用微脉冲电子枪的物理设计。     

强流AVF型Hui旋加速器中的空间电荷效应和束晕

详细推导了AVF型Hui旋加速器中束团粒子在曲线坐标系中的动力学方程（考虑和不考虑空间电荷相互作用力两种情况）,在假定动力学方程中各参值的前提条件下,用Lunge-Kutta方法对考虑空间电荷时的动力学方程进行了数值计算,结果表明,束晕的形成和发展同样也是强流Hui旋加速器中束流损失的一个主要原因,但束晕形成的机制不同于直线加速器的情况,它不是由共振和混沌引起,而是由于粒子的排斥运动和束团内粒子的涡流运动引起的。     

静电加速管中强流空间电荷效应的研究

 对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的加速管中的空间电荷效应作了5点假设，建立了物理模型。对模型的束内外径向电位分布、空间电荷对轴上电位的影响，以及空间电荷力对束流传输的影响等进行了理论分析，得到了束内径向电位分布。结果表明：束流内部径向电位沿径向均呈抛物线变化，并在轴上达到最小值；而空间电荷产生的束内电场与半径呈线性变化；空间电荷不仅会引起轴上电位的跌落，而且对束流有发散作用，特别是在电子速度较低时更为明显。在考虑了空间电荷效应后，强流静电加速管的电场设计关键在加速管的前端，与弱流加速管相比，强流加速管的电场变化要大得多。     

强流AVF型騒旋加速器中的空间电荷效应和束晕

详细推导了AVF型験旋加速器中束团粒子在曲线坐标系中的动力学方程(考虑和不考虑空间电荷相互作用力两种情况).在假定动力学方程中各参数值的前提条件下,用Lunge-Kutta方法对考虑空间电荷时的动力学方程进行了数值计算.结果表明,束晕的形成和发展同样也是强流験旋加速器中束流损失的一个主要原因.但束晕形成的机制不同于直线加速器的情况,它不是由共振和混沌引起,而是由于粒子的排斥运动和束团内粒子的涡流运动引起的.     

强流AVF型迴旋加速器中的空间电荷效应和束晕

详细推导了AVF型迴旋加速器中束团粒子在曲线坐标系中的动力学方程(考虑和不考虑空间电荷相互作用力两种情况).在假定动力学方程中各参数值的前提条件下,用Lunge-Kutta方法对考虑空间电荷时的动力学方程进行了数值计算.结果表明,束晕的形成和发展同样也是强流迴旋加速器中束流损失的一个主要原因.但束晕形成的机制不同于直线加速器的情况,它不是由共振和混沌引起,而是由于粒子的排斥运动和束团内粒子的涡流运动引起的.     

BPL 750keV束流输运系统的物理设计和空间电荷效应研究

本文阐述了北京质子直线加速器(BPL)750keV束流输运系统的物理设计和束流空间电荷效应的研究. 该系统已于1982年12月建成出束, 秀镜系统的传输率达到了66.7%(输入120mA, 输出80mA); 1983年启用了第一个聚束器, 聚束效率稳定在60%左右.     

BPM测量束流纵向发射度与Twiss参数（英文）

在C-ADS直线加速器样机中,为了描述束流相空间分布,需要精确测量束流在RFQ出口处的参数。束流横向信息已通过发射度重构测量获得,束流光学也得到了验证。采用了一种用BPM的SUM信号测量束流纵向参数的方法。在实验中,调节两台聚束器的聚束腔压并记录其下游BPM上的SUM信号。通过粒子群算法和Trace Win模拟相结合的方法,得到了考虑空间电荷效应的测量结果。测得的发射度与Toutatis中的模拟值相近。     

低能强流带电粒子束的非线性空间电荷效应理论

本文用解析方法研究低能强流带电粒子束的非线性空间电荷效应。文中确定了粒子温度为零的束的发射度图形形状的变化和束的初始束流密度分布之间的关系,由此导出了计算粒子温度不很高的束在非线性空间电荷场作用下发射度图形变化和有效发射度增长的近似方法。     

BPM测量束流纵向发射度与Twiss参数

在C-ADS直线加速器样机中,为了描述束流相空间分布,需要精确测量束流在RFQ出口处的参数。束流横向信息已通过发射度重构测量获得,束流光学也得到了验证。采用了一种用BPM的SUM信号测量束流纵向参数的方法。在实验中,调节两台聚束器的聚束腔压并记录其下游BPM上的SUM信号。通过粒子群算法和TraceWin模拟相结合的方法,得到了考虑空间电荷效应的测量结果。测得的发射度与Toutatis中的模拟值相近。     

非聚焦电子束照射SiO2薄膜带电效应

采用考虑电子散射、俘获、输运和自洽场的三维数值模型, 模拟了低能非聚焦电子束照射接地SiO₂薄膜的带电效应. 结果表明, 由于电子的迁移和扩散, 电子会渡越散射区域产生负空间电荷分布. 空间电荷呈现在散射区域内为正, 区域外为负的交替分布特性. 对于薄膜负带电, 电子会输运至导电衬底形成泄漏电流, 其暂态过程随泄漏电流的增加趋于平衡. 而正带电暂态过程随返回二次电子的增多而趋于平衡. 在平衡态时, 负带电表面电位随薄膜厚度、陷阱密度的增大而降低, 随电子迁移率、薄膜介电常数的增大而升高;而正带电表面电位受它们影响较小.     

部分屏蔽多极电子鎗聚焦问题

本文对于在有磁场下多阳极电子鎗的电子注聚焦问题进行了理论分析。阴极处磁场可以具有任意屏蔽程度,得到了在加速场内描写电子轨迹的傍轴方程的解析解。在理论分析中,考虑了包括空间电荷效应的情况。     

导电栅网对相对论速调管中电子束的约束作用

介绍利用导电栅网约束相对论速调管(RKA)中强流电子束的理论分析及实验结果.用近似的空间电荷场分布分析导电栅网约束实心电子束稳定传输时的电子运动情况，讨论束流稳定传输的条件；并介绍在一台直线感应加速器上利用导电栅网约束未调制强流束(约400kV，2.5kA)长距离(约60cm)传输的实验结果，同时给出利用导电栅网约束RKA中调制电子束的实验结果.理论分析及实验研究表明，导电栅网对实心束的约束作用对电子束能量相对不敏感；导电栅网可有效地用于RKA中取代磁场系统约束强流相对论电子束.     

半导体杂质能级的电子分布函数的一种简单推导方法

半导体杂质能级上的电子分布函数不同于导带或价带中的电子分布——费米分布,这是因为在施主杂质离子(我们在此只讨论施主杂质,对受主杂质的讨论完全类似)周围只能束缚一个电子,但在施主杂质离子周围的轨道却允许有两种电子自旋态.现有的教科书中,对于半导体杂质能级的电子分布函数的推导基本上有两种思考方法:一种是将半导体中的电子做为一个系统,从导带、价带、杂质能级的电子数达到平衡出发,通过对杂质能级上电子分布的讨论求出分布函数[1];另一种是把半导体的电子系统分为四个子系统,通过对各个子系统之间达到平衡时化学势的分析,推出杂…     

电子束在弯曲螺线管中的运动

 为研究HIRFL-CSR电子冷却装置中电子束穿过电子冷却装置中弯曲螺线管后电子横向能量的变化,用POISSON程序计算出弯曲螺线管的磁场分布,考虑了空间电荷效应,用数值方法模拟计算了电子在弯曲螺线管中的运动情况,得到了电子束横向能量变化最小时磁场各分量与电子束能量和弯曲螺线管几何尺寸之间的关系,并获得了电子束横向能量在束流截面的空间分布。     

利用Monte Carlo法计算粒子传输中的空间电荷效应

在电子束印刷(electron-beam lithography)、聚焦离子束(focus ion beam)以及阴极射线管(cathode ray tube)等电子及离子束器件中,束中各粒子之间存在相互作用,产生空间电荷效应。人们对电子及离子束器件中的空间电荷效应已经做了大量的研究。到目前为止,通常采用Monte Carlo法计算粒子输运过程中的离散的空间电荷效应。在此主要研究在束形成区利用Monte Carlo法计算空间电荷效应,并讨论在计算过程中出现的边缘效应,在此基础上提出一些新的处理方法以减小边缘效应,提高计算效率。     

ECR-SFC轴向注入系统聚束器效率的研究

为了减少目前SFC轴向注入系统中聚束器杂散电场对束流轴向注入效率的影响, 提高新系统中SFC的束流俘获效率, 参考原始设计, 对目前聚束器的电极结构进行了设计改进. 两种情况下的聚束器杂散场对注入效率影响的计算表明, 改进后0B02的聚束效率较目前有较大提高. 同时计算了束流空间电荷效应对聚束效率的影响, 据此对新SFC轴向注入系统中聚束器的位置进行了重新调整.     

空间电荷效应对热场致发射中诺廷汉效应的影响

热场致发射阴极所产生的强流电子束具有很强的空间电荷效应,为研究该效应对热场致发射过程中诺廷汉（Nottingham）效应的影响机理,在理论分析的基础上,用数值方法研究了不同逸出功和多个外加电场条件下考虑空间电荷效应对诺廷汉效应结果的影响,并与不考虑空间电荷效应时的情形进行了对比. 结果表明：空间电荷效应的强弱会显著影响到阴极表面的稳态电场,进而对诺廷汉效应产生不可忽略的影响;当逸出功在3.0–4.52 eV、外加电场在3×10⁹–9×10⁹ V/m范围内时,考虑空间电荷效应的影响后,热场致发射电子所带走的平均能量较不考虑空间电荷效应时增加0–2.5 eV,且温度越高或外加电场越大时,该增加值越大;考虑空间电荷效应对诺廷汉效应的影响后,热场致发射电子从阴极带走的平均能量随外加电场的增加呈非线性下降规律;当阴极表面温度较高时,诺廷汉效应中的冷却效应随二极管间隙距离的变大而增强. 关键词： 热场致发射 诺廷汉效应 空间电荷效应 阴极表面电场     

双光子过程耦合腔系统中光场的量子特性

本文研究了双光子过程原子与耦合腔相互作用系统中腔场的压缩效应和反聚束效应.考虑系统总激发数等于2的情况,利用数值计算方法讨论了腔场间的耦合强度变化和原子与腔场间耦合强度变化对反聚束效应的影响.研究结果表明:腔场不呈现出压缩效应;腔场的反聚束效应与原子与腔场的耦合系数之间,以及与腔场间的耦合系数之间都存在着非线性关系,