轴对称 TE$_{011}$ 模式下电子在缓变外部磁场中的加速

本研究探讨了在圆柱腔内激发TE$_{011}$微波模式、并施加缓慢递增外部磁场的情况下，利用GYRAC机制对电子进行自共振加速的机制。加速过程由电子与右手圆形偏振（RHP）电场分量之间的相互作用驱动，通过电子环路共振（ECR）维持相位。采用简化的单粒子模型和基于相对牛顿-洛伦兹方程的数值仿真，对不同磁场增长参数$\alpha$下的粒子动力学进行评估。结果表明，对于合适的$\alpha$值，可实现有效的捕获和能量传递，并且TE$_{011}$模式的空间非均匀性对初始粒子位置具有关键灵敏度。本研究进一步识别了电子在GYRAC regime中被一致捕获的环形区域，并展示了洛尔半径、相位迟移和能量分布随电磁配置演化的依赖性。包括disk状和环状电子云的仿真揭示了被捕获、逃逸和未被捕获粒子的比例，表明对磁场变化的精确控制对于优化加速过程的效率至关重要。这些发现为未来的自一致性等离子体仿真提供了依据，并支持基于GYRAC-TE$_{011}$加速的紧凑型辐射源开发。