| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第23-55页 |
| 1.1 高亮度电子注入器及其应用 | 第23-41页 |
| 1.1.1 高亮度电子源介绍及发展现状 | 第24-32页 |
| 1.1.2 光阴极电子注入器的应用 | 第32-36页 |
| 1.1.3 光阴极电子注入器系统 | 第36-39页 |
| 1.1.4 合肥光阴极微波电子枪和APEX先进光注入器的简介 | 第39-41页 |
| 1.2 高亮度电子束的特征描述 | 第41-50页 |
| 1.2.1 相空间 | 第41-43页 |
| 1.2.2 发射度 | 第43-48页 |
| 1.2.3 亮度 | 第48-49页 |
| 1.2.4 下一代光源对电子束品质的要求 | 第49-50页 |
| 1.3 选题背景和意义 | 第50-51页 |
| 1.4 本论文的研究内容和创新点 | 第51-55页 |
| 1.4.1 论文的主要内容 | 第51-52页 |
| 1.4.2 论文工作的创新点 | 第52-55页 |
| 第二章 光阴极微波电子枪热发射度的相关研究 | 第55-77页 |
| 2.1 光电发射及热发射度 | 第55-58页 |
| 2.1.1 金属光电发射理论 | 第56-57页 |
| 2.1.2 半导体光阴极的光电发射 | 第57-58页 |
| 2.2 基于螺线管线圈扫描法测量横向发射度 | 第58-64页 |
| 2.2.1 螺线竹线圈扫描法测量原理 | 第59-60页 |
| 2.2.2 扫描螺线管线圈的模拟结果 | 第60-64页 |
| 2.3 基于漂移段的热发射度测量方法的研究 | 第64-76页 |
| 2.3.1 用漂移段测量热发射度的原理 | 第64页 |
| 2.3.2 基于漂移段的发射度测量方案 | 第64-66页 |
| 2.3.3 RF效应、SC效应、mag效应对发射度的影响 | 第66-69页 |
| 2.3.4 不同条件下热发射度的模拟结果 | 第69-71页 |
| 2.3.5 基于漂移段测量的误差分析 | 第71-73页 |
| 2.3.6 关于电子枪传输矩阵的模拟研究 | 第73-76页 |
| 2.4 本章小结 | 第76-77页 |
| 第三章 光阴极注入器的暗电流及其消除方法的研究 | 第77-99页 |
| 3.1 场发射电子的产生和影响 | 第77-78页 |
| 3.2 VHF枪的暗电流来源 | 第78-83页 |
| 3.2.1 基于螺线管线圈的暗电流成像方法 | 第79-82页 |
| 3.2.2 暗电流图像测量结果 | 第82-83页 |
| 3.3 VHF枪暗电流的发射模型及输运过程 | 第83-87页 |
| 3.3.1 暗电流的脉冲时间分布 | 第83-84页 |
| 3.3.2 暗电流纵向动量均匀分布 | 第84页 |
| 3.3.3 暗电流的单粒子扫描研究 | 第84-86页 |
| 3.3.4 暗电流径向动量偏置 | 第86-87页 |
| 3.4 VHF枪暗电流的定量分析结果 | 第87-90页 |
| 3.5 基于准直器的暗电流消除方法 | 第90-95页 |
| 3.5.1 准直器孔径的选择 | 第90-92页 |
| 3.5.2 不同电子束流情况下的准直效果 | 第92-93页 |
| 3.5.3 准直方案的进一步简化和实验方案的提出 | 第93-95页 |
| 3.6 暗电流消除的其它方法 | 第95-96页 |
| 3.6.1 暗电流消除的综合考虑 | 第95页 |
| 3.6.2 主动法消除暗电流 | 第95-96页 |
| 3.7 本章小结 | 第96-99页 |
| 第四章 光阴极注入器的偏轴束流动力学的研究 | 第99-157页 |
| 4.1 偏轴电子束发射的动机和问题 | 第99-101页 |
| 4.1.1 有限的阴极使用寿命 | 第99-100页 |
| 4.1.2 激光偏轴运行存在的问题 | 第100-101页 |
| 4.2 RF腔中偏轴束流动力学理论的初步研究 | 第101-110页 |
| 4.2.1 时间相关的RF场横向效应 | 第101-105页 |
| 4.2.2 时间相关RF效应消除的理论模型 | 第105-107页 |
| 4.2.3 用双腔模型补偿发射度的模拟结果 | 第107-110页 |
| 4.3 光阴极注入器偏轴束流的初步模拟 | 第110-116页 |
| 4.3.1 偏轴束流在注入器中的输运 | 第110-114页 |
| 4.3.2 直接校准束流轨道的结果 | 第114-116页 |
| 4.4 基于遗传算法的偏轴束流发射度补偿方法 | 第116-125页 |
| 4.4.1 多目标遗传优化算法及其在高亮度注入器中的应用 | 第116-119页 |
| 4.4.2 基于MOGA算法进行偏轴束流发射度补偿的方法 | 第119-120页 |
| 4.4.3 10倍于束流尺寸的偏轴发射的优化方案 | 第120-124页 |
| 4.4.4 不同情况的偏轴束流优化的总结和分析 | 第124-125页 |
| 4.5 偏轴束流的投影发射度分解研究 | 第125-130页 |
| 4.5.1 偏轴束流的发射度分解原理 | 第126-127页 |
| 4.5.2 理想束流的发射度分解 | 第127-128页 |
| 4.5.3 未矫正的偏轴束流的发射度分解 | 第128-129页 |
| 4.5.4 优化后的偏轴束流的发射度分解 | 第129-130页 |
| 4.6 偏轴束流的空间电荷力计算的研究 | 第130-146页 |
| 4.6.1 ASTRA软件在空间电荷力计算中的局限性 | 第130-133页 |
| 4.6.2 IMPACT-T软件在偏轴束流优化中的局限性 | 第133-137页 |
| 4.6.3 ASTRA和IMPACT-T联合模拟方案 | 第137-138页 |
| 4.6.4 联合模拟方案在非空间电荷力作用下的可行性验证 | 第138-141页 |
| 4.6.5 考虑空间电荷力的IMPACT-T和ASTRA联合模拟结果 | 第141-144页 |
| 4.6.6 优化后的偏轴束流的轨道矫正 | 第144-146页 |
| 4.7 偏轴束流输运中的尾场效应 | 第146-153页 |
| 4.7.1 尾场的定义 | 第147-150页 |
| 4.7.2 聚束腔尾场对偏轴束流的影响 | 第150-151页 |
| 4.7.3 TESLA腔尾场对偏轴束流的影响 | 第151-153页 |
| 4.8 关于偏轴束流优化的改进建议 | 第153-154页 |
| 4.9 本章小结 | 第154-157页 |
| 第五章 光阴极注入器的束团长度压缩 | 第157-189页 |
| 5.1 高亮度电子束的束团长度压缩方法 | 第157-162页 |
| 5.1.1 束团压缩的基本概念 | 第157-159页 |
| 5.1.2 利用路径差异的压缩方法 | 第159-161页 |
| 5.1.3 利用速度差异的压缩方法 | 第161-162页 |
| 5.2 速度压缩方法的相关理论 | 第162-169页 |
| 5.2.1 速度压缩的基本机制 | 第163-166页 |
| 5.2.2 影响速度压缩的因素 | 第166-168页 |
| 5.2.3 速度压缩过程中的横向发射度补偿 | 第168-169页 |
| 5.3 高亮度注入器的低加速梯度下的速度压缩研究 | 第169-175页 |
| 5.4 基于减速相位注入的超高倍数速度压缩的实现 | 第175-187页 |
| 5.4.1 减速相位下的速度压缩机制 | 第176-178页 |
| 5.4.2 BAVB运行方案 | 第178-180页 |
| 5.4.3 BAVB的束团压缩和发射度补偿的优化结果 | 第180-183页 |
| 5.4.4 实现超高压缩倍数并补偿横向发射度的必要条件 | 第183-185页 |
| 5.4.5 发射度改善结果的讨论分析 | 第185-187页 |
| 5.5 本章小结 | 第187-189页 |
| 第六章 基于激光正入射的光阴极量子效率改善的初步研究 | 第189-211页 |
| 6.1 光阴极量子效率的改善 | 第189-190页 |
| 6.2 偏振激光的特点和激光入射角度 | 第190-192页 |
| 6.2.1 激光的偏振方向与入射角度 | 第190-192页 |
| 6.2.2 激光斜入射引起的问题 | 第192页 |
| 6.2.3 激光正入射的优缺点 | 第192页 |
| 6.3 基于径向极化激光正入射的量子效率提高方案 | 第192-195页 |
| 6.3.1 径向极化激光的正入射的构想 | 第192-194页 |
| 6.3.2 椎体阴极发射可能存在的问题 | 第194-195页 |
| 6.4 椎体表面的热发射度分析 | 第195-203页 |
| 6.4.1 平面阴极热发射度计算的理论模型 | 第195-198页 |
| 6.4.2 椎体阴极热发射度的理论分析 | 第198-203页 |
| 6.5 椎体阴极下的电子枪微波场分析 | 第203-205页 |
| 6.5.1 凹型阴极 | 第203-204页 |
| 6.5.2 凸型阴极 | 第204-205页 |
| 6.6 基于凸型圆锥体阴极的电子束跟踪模拟的初步研究 | 第205-209页 |
| 6.6.1 单个切片的模拟计算 | 第205-207页 |
| 6.6.2 三维电子束运动的初步研究 | 第207-209页 |
| 6.7 本章小结 | 第209-211页 |
| 第七章 总结与展望 | 第211-215页 |
| 7.1 论文总结 | 第211-214页 |
| 7.2 工作展望 | 第214-215页 |
| 参考文献 | 第215-227页 |
| 致谢 | 第227-229页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第229-231页 |
