吉赫兹重复频率热电子枪概念

我们提出了一种产生吉赫兹重复频率高亮度电子束的新概念。定制设计的 100 kV 热电子枪提供连续电子束，其电流由灯丝尺寸和温度决定。一个 1 GHz 矩形射频腔将电子束偏转到刀口上，产生脉冲束。向该腔添加高次谐波模式可形成平坦的磁场分布，从而将占空比提高到 30%。最后，一个压缩腔在束团中诱导出负的纵向速度-时间啁啾，启动弹道压缩。向该腔添加高次谐波模式可增强此啁啾的线性度，从而减小最终束团长度。带电粒子模拟表明，使用半径为 0.15 mm、温度保持在 1760 K 的 LaB6 灯丝，该方法可在 1 GHz 重复频率下产生时长 279 fs、电荷量 3.0 pC、径向均方根核心发射度为 0.089 mm mrad 的电子束。