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在光阴极注入器中,为了克服加速初期电子受到的射频场效应和空间电荷效应,通常在加速腔的外面加上一组螺线管线圈,建立纵向聚焦磁场H<,z>.但磁场H<,z>的聚焦作用是二阶量,即由于电子在径向发散,有一个径向速度υ<,r>(>0),磁场力(-eυ×B)使电子转动,产生一个聚焦力F<,r>,改变磁场B<,z>的大小可以控制束流发散.电子束发射度包含电子束的初始发射度,射频场引起的发射度和非线性空间电荷力引起的发射度,在K.J.Kim模型中,由于加速场强很高(100MV/m),实验测得其值较小,不用考虑发射度的补偿问题.CAEP 2+1/2 RF腔光阴极注入器,激光脉冲宽度10ps,每个束团电荷0.70nC,射频场最大梯度(首腔)为37MV/m,不如Kim模型中的高,经2+1/2腔加速后电子能量2MeV,所以在阴极附近必须加磁场对空间电荷力引起的发射度增长进行补偿,否则发射度变得较大,实验测试和数值模拟都证实了这一点.补偿后,峰值电流为70A时,测得电子束发射度为4mm·mrad.该文主要研究了光阴极注入器中电子束横向发射度的变化和补偿,主要内容包括:第一章绪论,介绍了光阴极注入器的发展情况,光阴极注入器的物理特点和技术特点,给出了中物院2+1/2腔光阴极注入器的实验装置,最后是该文的背景和主要工作.第二章给出了微波电子枪中电子束横向运动的特点,并分析了光阴极注入器中影响电子束横向发射度的因素,给出了若干物理图象.第三章分析光阴极注入器中电子束的横向发射度增长及补偿问题,并用数值模拟的结果与实验结果进行比较.第四章是发射度的测试分析和实验研究,给出了补偿效果的分析方法,CAEP 2+1/2光阴极注入器电子束横向发射度的实验测试表明,所得的结果和理论分析结果符合.