新型金属丝靶电子源实验研究

摘要

电子束在基础科学研究、工农业生产和医疗领域发挥了重要作用.提出了一种新型的电子源技术方案:高功率激光脉冲轰击金属丝靶,可以产生大量能量在百keV量级的热电子,一部分热电子在丝靶表面自生电磁场的作用下沿着丝靶运动,丝靶后方可以获得指向性良好的电子束.实验上成功在金、钨和铜丝靶后方获得了电子束团,测量了束团束斑、电荷量和能谱.铜丝靶单发实验收集到的电子束团总电荷量可达3 nC,能量分布在0～240?keV区间内,能谱在100?keV附近呈现峰值.提出了微波压缩方案,设计了2腔微波聚束腔,利用ASTRA对微波腔压缩过程进行了模拟计算.结果显示,可以将电荷量1?nC、长度55?ps的束团压缩至27?ps,满足后续微波加速器对电子源的要求.