220ghz折叠波导返波管束流光学系统设计和实验研究

？本文介绍了220ghz折叠波导行波管电子束流光学系统的设计过程。总体来讲，该系统可分为收敛性皮尔斯电子枪、磁聚束段和单极降压收集极。对于一个工作在太赫兹频段的电真空器件而言，极其细长的束流孔道让电子注以较高的流通率穿过慢波结构变得十分困难。空间电荷效应，加工装配精度和热初速等原因都是限制流通率的重要原因。研发一个具有足够流通率的实用束流光学系统对于220ghz折叠波导返波管的研制是迫切的且十分棘手的任务。通过理论方法和数值工具，系统的三个部分将先后被设计，以满足束波互作用分析提出的电子注要求。基于这样的设计和开展的误差分析，流通管样管成功封管并进行了初步测试。实验数据表明这样的束流光学系统可以产生15.4kv，22ma的电子注，并能以80%以上的流通率通过直径0.19mm，长30mm的束流管道。