电子光学系统

摘要： 简要介绍了一种W波段分布作用速调管的设计思路、设计方案和模拟结果,并给出了该管的测试结果.该管采用大压缩比圆柱电子枪和永磁聚焦系统,阴极电压17 kV,阴极电流0.78 A;高频系统由5间隙和11间隙(输出腔)的分布作用腔组成,采用长短槽梯形结构.样管实现了脉冲输出功率大于2 kW、带宽500 MHz、增益40 dB、工作比5％等指标.

摘要： 电子光学系统是毫米波速调管长寿命和整管性能实现的关键,毫米波速调管零件尺寸较小,为了在Ka波段和W波段实现千瓦量级的输出功率,要求具有高的电子注通过率及低的阴极负荷.对Ka波段和W波段电子光学系统特性进行了分析,确定了Ka波段10 kW分布作用速调管和W波段1 kW分布作用速调管电子光学系统的设计方案,利用软件对电子枪和聚焦系统的结构进行计算,并采用CST仿真软件对设计的电子枪发射的电子注在聚焦磁场中的状态进行优化.设计出的Ka波段速调管电子光学系统,电子枪工作电压26 kV,发射电流2 A,互作用区长度30 mm,磁场强度大于0.6 T,流通达到100％.设计的W波段速调管电子光学系统,电子枪工作电压17 kV,电流0.65 A,互作用区长度20 mm,磁场大于0.9 T,流通达到100％.已制成Ka波段速调管和W波段速调管,设计的电子光学系统能够满足速调管工程化需求.

摘要： 电子光学系统是行波管的核心部件之一,在太赫兹频段,电子束通道很小,导致高电流密度电子束的传输非常困难.基于220 GHz折叠波导行波管慢波结构设计所需束流参数,根据理论分析和电磁仿真软件,设计了一款采用均匀永磁聚焦对电子束进行约束的电子光学系统.仿真结果显示,当电子束通道直径0.3 mm、长度31 mm时,在阴阳极压差20 kV的条件下阴极发射电流141 mA,电子流通率100％.根据设计结果封接了流通管,实验结果显示,当阴阳极压差20 kV时,阴极发射电流138.5 mA,收集极电流125.5 mA,电子流通率91％.

摘要： 本文的主要工作是设计径向束电子光学系统,通过建模仿真确定电子枪阴极发射电流和注腰位置,设计新型周期可调式聚焦磁场,根据布里渊磁场确定聚焦磁场的峰值,并对电子束进行聚焦,实现径向束电子枪流通率100%的目标。

摘要： 电子光学系统是真空电子器件的重要组成部分,主要包括电子枪、聚焦系统和收集极.电子光学系统的电子注聚焦和传输特性对器件性能指标至关重要,直接影响器件的输出功率、增益和带宽等特性.本研究设计0.5 THz返波管电子光学系统,详细阐述电子枪和均匀永磁聚焦磁场的设计过程.根据返波管高频结构PIC (particle-in-cell)热腔模拟计算结果,设计符合电流发射要求且柬流品质良好的电子枪,并结合理论分析,设计与之匹配的均匀永磁聚焦磁场.该电子光学系统主要工作和尺寸参数为:工作电压为23 kV时,阴极发射电流大于100 mA,电子通道的长度和直径分别为26 mm和0.2 mm.

摘要： 径向束行波管是一类新型行波管,具有小型化、低电压、高效率的特点.本文详细介绍了径向束行波管的研究进展,包括径向束电子光学系统和径向慢波系统的研究.径向束电子光学系统包括径向发散型电子束电子光学系统和径向束收敛型电子束电子光学系统.介绍了三种径向慢波系统,平面对数螺旋线慢波系统、平面螺旋环-杆慢波系统、角度对数螺旋曲折线慢波系统.同时对目前径向束行波管的实验研究情况进行了总结.%The radial sheet beam traveling wave tube (TWT) is a novel kind TWT.It has good performances of small size,low voltage and high electron efficiency.In this paper,research progress of the radial sheet beam TWT including electron optical systems and slow wave systems is introduced.Radial sheet beam electron optical systems consist of radial divergent system and radial convergent system.Three radial slow wave systems including planar logarithmic spirals system,planar cartwheel circuit system and angular log-periodic meander line system are introduced,and some useful conclusions are drawn.

摘要： 结合实验模型,对0.22 THz折叠波导行波管(FWG-TWT)的电子光学系统进行数值模拟验证。首先对电子枪的工作机制进行细致研究和仿真验证,然后对电子光学系统(包括电子枪和周期永磁聚焦结构两部分)进行一体化建模,结合实际,合理设置仿真模型的工作参数及边界条件等。分析影响电子注流通率的关键因素,调整结构参数和束流参数,提高电子注的直流流通率。

摘要： For 0.22 THz micro-electric vacuum Folded Waveguide Traveling Wave Tube(FWG-TWT) amplifier, the model of whole electronic optics system for experiment is simulated. First of all, electron gun's working mechanism is analyzed and verified by simulation. Then the whole electronic optics system (including electron gun and periodic permanent magnetic focusing structure) is modeled. Combined with actual experimental conditions, the operating parameters and boundary conditions of the whole electronic optics system are set up properly for simulation. The key factors influencing the passing rate of electron beam are analyzed, and the structural parameters and beam parameters of electronic optics system are adjusted to improve electron beam's DC passing rate.%结合实验模型,对0.22 THz折叠波导行波管(FWG-TWT)的电子光学系统进行数值模拟验证.首先对电子枪的工作机制进行细致研究和仿真验证,然后对电子光学系统(包括电子枪和周期永磁聚焦结构两部分)进行一体化建模,结合实际,合理设置仿真模型的工作参数及边界条件等.分析影响电子注流通率的关键因素,调整结构参数和束流参数,提高电子注的直流流通率.

摘要： 结合实验模型,对0.22THz折叠波导行波管(FWG-TWT)的电子光学系统进行数值模拟验证。首先对电子枪的工作机制进行细致研究和仿真验证,然后对电子光学系统(包括电子枪和周期永磁聚焦结构两部分)进行一体化建模,结合实际,合理设置仿真模型的工作参数及边界条件等。分析影响电子注流通率的关键因素,调整结构参数和束流参数,提高电子注的直流流通率。

摘要： 结合实验模型,对0.22THz折叠波导行波管的电子光学系统进行数值模拟验证工作.首先对电子枪的工作机制进行细致研究和仿真验证,然后对电子光学系统(包括电子枪和周期永磁聚焦结构两部分)进行一体化建模,结合实际合理设置仿真模型的结构参数、工作参数以及边界条件等.分析影响电子束流通率的关键因素,调整结构参数和磁场参数提高电子束的直流流通率.

摘要： 本文设计了一套用于0.22THz折叠波导行波管的45mA电流电子光学系统,详细介绍了具有较为理想电子束形态的皮尔斯枪的设计过程,通过理论计算得到该电子光学系统所需周期磁场值,以此为基础利用磁场仿真软件对磁场进行模拟和优化,并把磁场分布代入电磁仿真软件进行电子束传输仿真,优化得到阴极电压15kV,发射电子束束流45mA,束流通过率99％的结果.

摘要： 本文介绍了一种低压大电流带状电子注行波管电子光学系统的设计,通过二维仿真软件E-GUN和三维仿真软件CST-PS进行仿真模拟.文章首先介绍使用E-GUN进行带状注电子枪宽边(yz面)的调节,使电子注层流性达到要求,压缩比达到5∶1.接着利用CST PS对电子注窄边方向进行调节,使电子注在窄边方向没有压缩.最后采用均匀磁场聚焦的方式对电子注进行聚焦.

摘要： 本文对0.14THz折叠波导行波管的电子光学系统进行了设计,并焊接出了流通管对电子束流通率进行了测试,测试结果表明电子枪在电压15kV,电流20mA,电子束通道直径Φ0.26mm时,电子束流通率为97％,与设计相一致,验证了THz频段微细通道电子光学系统的设计的可靠性.

摘要： 对于太赫兹微电真空折叠波导行波管放大器,高流通率是试验测试中首先需要达到的技术指标,是器件连续工作时高效束-波互作用的前提.电子光学系统包括电子枪、PPM和收集极,本文将通过对电子枪的高品质束流的产生、PPM对束流的聚焦两个方面来研究束流的直流流通率.本文首先依据Vaughan迭代综合法初步选定电子枪的基本结构尺寸,然后通过粒子跟踪程序及PIC程序对电子枪的结构参数进行仿真优化,初步实现了0.345THz折叠波导行波管放大器所需的束流品质;进行了电子光学系统的电子枪和PPM的一体化数值模拟,研究了电子的直流流通率,最终流通率模拟结果达到100％.

摘要： 设计了G波段带状注速调管电子光学系统,主要工作参数为:电子注电压16.5kV,电流0.58A.电子注通道截面3.272mmx0.274mm,通道长度20mm.阴极面是曲率半径为5mm的矩形柱面,尺寸为2.5mm× 1.2mm,电子注在单一方向上压缩,电子注束腰截面尺寸2.5mm×0.12mm,电子枪压缩比10:1.采用均匀场聚焦方式,模拟了三种磁场强度下的电子注成形和传输过程.模拟结果显示,电子注传输的Diocotron不稳定现象在强磁场下得到改善;磁场强度为8700Gs时的传输通过率为100％.

摘要： 对Q波段连续波耦合腔行波管的电子光学系统进行分析,利用软件模拟电子枪发射、磁场聚焦、收集极收集情况,并结合实际制管测试情况,对仿真结果进行试验验证,证实了设计方案的可行性.

摘要： 中国电子科技集团公司第十二研究所正在开展340GHz折叠波导行波管的研制工作.该器件采用微加工的折叠波导慢波结构、周期永磁系统聚束的圆形截面电子注和采用金刚石窗片的盒形输能窗.行波管的设计工作电压为22kV,电流为50mA,驱动功率为10mW,预计输出功率可以达到1W.目前已经开展了主要部件的试验研究,对慢波结构、电子光学系统和输能窗分别进行了验证,样管的组装与测试正在进行之中.

摘要： 通过对脊加载折叠波导慢波结构的工艺研究,研制出了W波段连续波行波管,通过对结构、工艺及电子光学系统进行深入的研究与摸索，我公司研制出了连续波输出功率20W以上的W波段行波管。

摘要： 中国电子科技集团公司第十二研究所正在开展G波段折叠波导行波管的试验研究工作.该器件的设计性能为10W输出功率和5GHz带宽,增益为30dB.该器件采用微加工的折叠波导慢波结构、周期永磁系统聚束的圆形截面电子注和采用金刚石窗片的盒形输能窗.样管测试得到了0.2W输出功率和10GHz带宽.针对增益偏低等测试现象进行了设计与工艺改进,后续试验正在进行之中.

摘要： 本发明涉及一种适用于带电粒子光刻系统(10)的带电粒子束产生器(50)，该带电粒子束产生器包括：带电粒子源(52)，其用于产生沿着光轴(A)的带电粒子束(54)；准直器电极堆叠(70)，其用于准直该带电粒子束，其中该电极堆叠沿着光轴跨越准直器高度(Hc)；产生器真空腔室(51)，其用于容纳带电粒子源(52)和准直器电极堆叠(70)；以及至少一个真空泵系统(122、123)，其被设置在产生器真空腔室(51)内部离该准直器电极堆叠的外周边(85)一距离(ΔRp)处，其中至少一个真空泵系统跨越与光轴(A)基本上平行地定向的有效泵送表面(122a、123a)，并且其中该有效泵送表面具有跨越准直器高度(Hc)的至少一部分的表面高度(Hp)。

摘要： 光学系统(LS)具有孔径光阑(S)以及相比孔径光阑(S)配置于物体侧且满足以下条件式的正透镜(L4)：‑0.010

摘要： 光学系统(LS)具有孔径光阑(S)以及相比孔径光阑(S)配置于物体侧且满足以下条件式的负透镜(L4)：‑0.010

摘要： 本发明公开一种嵌套式同轴发射异步电子注的电子光学系统，应用于真空电子技术领域，针对现有多注太赫兹电子枪不能产生异步电子注的问题，本发明的电子枪依次包括：圆形电子注阴极发射面、过渡结构以及阳极，所述过渡结构至少包括：环形电子注阴极发射面；圆形电子注阴极发射面发射的圆形电子注，先经发射圆形电子注的阴极与过渡结构之间的电压差进行第一次加速，然后经过渡结构与阳极之间的电压差进行第二次加速；由环形电子注的阴极表面发射的环形电子注经过渡结构与阳极之间的电压差进行加速后，与经两次加速后的圆形电子注进入高频系统与电磁波进行注波互作用后被收集极收集，本发明实现了高质量的圆形电子注和环形电子注的嵌套同轴发射。

摘要： 本发明涉及一种磁控电子光学系统的磁场拟合方法，更具体地说，针对已知磁控电子光学系统的轴向磁场分布，运用特定线圈模型在三维仿真软件中对其全空间磁场进行准确拟合建模的方法。其特点包含S1：确定线圈类型；S2：线圈建模；S3：优化算法；S4：误差计算；S5：分析结果。本发明以线圈组模型参数以及各个线圈的电流为设计变量，以磁控电子光学系统的真实轴向磁场分布为目标进行设计优化，采用了多种技术手段分步骤进行，本发明设计优化的线圈模型拟合出的磁场与真实磁场的误差为0.08％，所求得的线圈磁场模型能高度还原实验磁场，基本可以解决在三维仿真环境中对磁控电子光学系统的三维磁场建模的问题。

摘要： 本发明公开一种嵌套式同轴发射异步电子注的电子光学系统，应用于真空电子技术领域，针对现有多注太赫兹电子枪不能产生异步电子注的问题，本发明的电子枪依次包括：圆形电子注阴极发射面、过渡结构以及阳极，所述过渡结构至少包括：环形电子注阴极发射面；圆形电子注阴极发射面发射的圆形电子注，先经发射圆形电子注的阴极与过渡结构之间的电压差进行第一次加速，然后经过渡结构与阳极之间的电压差进行第二次加速；由环形电子注的阴极表面发射的环形电子注经过渡结构与阳极之间的电压差进行加速后，与经两次加速后的圆形电子注进入高频系统与电磁波进行注波互作用后被收集极收集，本发明实现了高质量的圆形电子注和环形电子注的嵌套同轴发射。

摘要： 本发明公开了一种可调焦的电子光学系统，至少包括本体，设置在所述本体上的透镜组件，与所述透镜组件同光轴设置的感光组件；还包括手动调焦结构，所述感光组件与所述手动调焦结构联动设置以调整所述感光组件与所述透镜组件之间的焦距。本发明还公开了一种应用上述可调焦的电子光学系统的电子耳镜。本发明由于设置了上述手动调焦结构，在调焦操作时可以根据使用者的实际视觉效果及时采用人工手段调整焦距，尤其是可以调整现有的电子调焦结构反应迟滞的细微焦距，因此具有调焦精度高，调焦操作便利等有益效果。

摘要： 本发明公开了一种电子光学系统的快速计算方法，属于电子真空技术仿真计算领域。本发明将轴对称电子光学系统降为二维，在二维平面进行网格划分并进行电场的迭代计算，将得到的二维电场分布拓展后，得到电子光学系统内完整的三维电场分布，结合计算得到的电子光学系统内的磁场分布，由轨迹计算方程计算出电子在电子光学系统中的运动轨迹，最后由电子的运动轨迹得到空间电荷效应电场分布，通过多次迭代对内部电场进行修正，最终完成计算。本发明通过降维的方式将三维电场的求解转换至二维电场求解，大幅减少了计算求解时间，然后通过轨迹计算方程计算出电子完整运动轨迹，在高频领域其轨迹更加精确。

摘要： 本发明涉及一种磁控电子光学系统的磁场拟合方法，更具体地说，针对已知磁控电子光学系统的轴向磁场分布，运用特定线圈模型在三维仿真软件中对其全空间磁场进行准确拟合建模的方法。其特点包含S1：确定线圈类型；S2：线圈建模；S3：优化算法；S4：误差计算；S5：分析结果。本发明以线圈组模型参数以及各个线圈的电流为设计变量，以磁控电子光学系统的真实轴向磁场分布为目标进行设计优化，采用了多种技术手段分步骤进行，本发明设计优化的线圈模型拟合出的磁场与真实磁场的误差为0.08％，所求得的线圈磁场模型能高度还原实验磁场，基本可以解决在三维仿真环境中对磁控电子光学系统的三维磁场建模的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种可调焦的电子光学系统，至少包括本体，设置在所述本体上的透镜组件，与所述透镜组件同光轴设置的感光组件；还包括手动调焦结构，所述感光组件与所述手动调焦结构联动设置以调整所述感光组件与所述透镜组件之间的焦距。本实用新型还公开了一种应用上述可调焦的电子光学系统的电子耳镜。本实用新型由于设置了上述手动调焦结构，在调焦操作时可以根据使用者的实际视觉效果及时采用人工手段调整焦距，尤其是可以调整现有的电子调焦结构反应迟滞的细微焦距，因此具有调焦精度高，调焦操作便利等有益效果。