等离子体-介质尾场加速器中电子/正电子束团的加速与聚焦

为缓解 BBU 不稳定性并改善介质尾波加速器（DWA）中加速束团的特性，可采用运输通道的等离子体各向同性填充。本文给出了在等离子体 DWA（PDWA）中具有真空通道的加速电子/正电子和驱动电子束团在尾场加速下动力学行为的解析和数值研究结果。尾波场由插入圆柱形金属波导的石英介质管中的电子束团激发。介质管内部沿波导轴填充等离子体并留有真空通道。在数值模拟中，研究了不同真空通道半径下加速正电子和电子束团的能量和空间特性、效率、发射度和能散。PDWA 中驱动束团的横向不稳定性通过解析和数值方法进行了研究。解析研究发现了存在一个表面波和一个体波，这在对应的无等离子体填充的介质加载波导中是不存在的。体等离子体本征波对负责束团横向运动稳定的横向尾波场振幅贡献最大。解析研究与数值模拟结果的比较分析表明两者具有定性一致性。