【摘 要】
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近几十年来，作为下一代光源的自由电子激光的优点：高亮度、低发射度、时间相干性和空间相干性好于作为第三代光源的同步辐射光源。关于自由电子激光的理论和实验研究的发展突飞
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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近几十年来，作为下一代光源的自由电子激光的优点：高亮度、低发射度、时间相干性和空间相干性好于作为第三代光源的同步辐射光源。关于自由电子激光的理论和实验研究的发展突飞猛进，大型加速器装置诸如美国的SLAC和劳伦斯国家实验室都发展和更新了加速器的实验装置。在大型加速器的各个部件中，电子枪作为提供加速器的电子束的发射源，其品质和性能往往在很大程度上影响了一个大型加速器的最后的安装调试和出光的性能。因而，根据束流品质参数设计出结构合理的电子枪装置，对电子枪的参数进行模拟仿真减少设计周期并能对最终的结果进行预估，显得尤为必要。EGUN程序是进行电子枪模拟仿真公认的软件，但是EGUN本身操作在涉及结构输入数据的过程修改起来比较繁琐，本论文采用SUPERFISH对电子枪的的电场部分进行模拟，最后通过General ParticleTracer进行轨迹仿真。
本论文以上海深紫外自由电子激光(SDUV-FEL)装置为背景，设计一个高压电子枪，350kV，平均流强10mA，束流发射度低于20um-rad。阴极为光阴极时，峰值电流大，导流系数较大，采用Pierce法设计球面阴极结构电子枪。阴极为热阴极直流时，峰值电流较小，导流系数较小，考虑设计一个平面阴极电子枪。用POISSON SUPERFISH构建电子枪的基本结构，再用General ParticleTracer(GPT)将电子枪腔内电场导入来模拟计算电子枪的轨迹参数。
本论文将阐明电子枪的发展、设计、结构、理论和仿真软件的使用。并利用ANSYS软件来模拟电子枪在该结构下的散热情况。
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