113 MHz 超导射频光注入器中二次电子倍增的抑制
加速器物理
2018-08-15 v2
摘要
超导射频(SRF)光注入器是产生具有创纪录高亮度的连续波(CW)电子束最有前景的装置之一。SRF 枪的超高真空保证了高量子效率(QE)光阴极的长寿命，而 SRF 技术可提供超过 10 MV/m 的高加速梯度。对于低频 SRF 枪而言尤为如此，其中电子在加速电压波峰处由光阴极产生。SRF 枪的两个主要物理挑战是其与高 QE 光阴极的兼容性以及二次电子倍增(multipacting)。前者涉及光阴极材料(如 Cs)沉积在 SRF 腔壁上的可能性，这可能通过降低块体铌的功函数来增加暗电流，并提高二次电子发射产额(SEY)。SEY 在二次电子倍增中起关键作用，其既可破坏枪内真空，又可加速阴极材料在 SRF 腔壁上的沉积。简言之，必须充分理解超导加速单元中的倍频放电行为，方能成功运行 SRF 光注入器。本文介绍我们对作为 BNL 相干电子冷却实验(CeC)电子束源的 1.2 MV 113 MHz 四分之一波 SRF 光注入器的研究。在 SRF 枪三年运行期间，我们遇到了多个二次电子倍增区。我们还观察到枪内存在 光阴极会产生额外的二次电子倍增势垒。我们对 SRF 枪中的倍频放电进行了全面的数值与实验研究，并开发了一种在不影响光阴极寿命且增强二次电子倍增势垒强度的前提下，从零电压跨越至工作电压以克服势垒的工艺。
引用
@article{arxiv.1802.10076,
title = {Mitigation of multipacting in 113 MHz superconducting RF photo-injector},
author = {I. Petrushina and V. N. Litvinenko and I. Pinayev and K. Smith and G. Narayan and F. Severino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.10076},
year = {2018}
}