强激光与粒子束

作者：蒋俊杰, 阳福香, 党方超, 葛行军, 张鹏, 李家文, 邓如金, 李志敏,

关键词：扩展互作用, 功率容量, 射频电场, 模式竞争,

射频击穿、模式竞争是导致速调管振荡器（RKO）功率下降、脉冲缩短的主要原因。本文引入扩展互作用提取结构，可以有效降低提取腔射频电场，增大器件功率容量。传统的双间隙提取结构将电子能量在提取腔内转化为微波能量，共用一个通道输出。而扩展互作用提取结构采用了分布式提取腔而非集中式提取腔，增加了输出通道，可以有效提高束-波转换效率，降低提取腔的射频电场。粒子模拟结果显示：二极管电压561 kV，磁场强度0.5 T条件下，保持阴极结构、调制腔及反射器不变时，分别对传统双间隙提取腔、双间隙及三间隙扩展互作用提取腔进行仿真：输出功率分别为2.14、2.22、2.35 GW；分析其提取腔最大射频电场，分别为1.50、1.21、1.10 MV/cm；束波转换效率分别为35.7%、36.9%、39.1%；器件工作频率为12.52 GHz。在三维仿真中，通过改变阴极结构的S参数、设计新的反射器，有效抑制了调制腔TM113模带来的模式竞争，为开展后续实验奠定了基础。

来源：2024年第10期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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