[发明专利]一种用于高频加速结构的次谐波聚束器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高频加速结构的次谐波聚束器。

背景技术

众所周知，抑制二次电子倍增，特别是抑制高频加速结构中的二次电子倍增，是粒子加速器领域一个重要课题。上海光源直线加速器作为典型的高频加速结构，在联调阶段，当位于其行波聚束器位置的螺线管磁场引入后，该磁场使其次谐波聚束器功率不能有效馈入；当用于检测其中电磁场的pick-up信号出现调制时，则表明此时次谐波聚束器发生二次电子倍增效应。

次谐波聚束器包括一个驻波谐振腔体(该腔体为高频腔)，通过安装在电子枪之后，作用于低于光速的电子束，通过对电子的速度调制而纵向聚束。理论研究表明，在外磁场作用下的次谐波聚束器在腔压为0.021MV/m、0.674MV/m时发生二次电子倍增，而当外磁场为零时，此两处二次电子倍增位置均不存在。对应上海光源直线加速器的次谐波聚束器的工作条件，则在外磁场作用下的二次电子倍增发生在0.021MV/m处，此处为典型的两点倍增。

消除二次电子倍增的传统方法主要有对次谐波聚束器的驻波谐振腔体进行放电老炼、涂层和表面处理、直流电压偏置，或者在设计阶段通过高频腔腔型的优化来实现，其中，放电老炼是指通过功率的不断馈入从而熔化腔体表面宏观的不规则性来抑制电子的发射，这种自我消亡的过程通常需要较长的时间，而且一旦倍增放电开始，将导致结构失谐，从而破坏老炼功率的耦合，导致老炼不能进行；相比普通老炼过程，其他几种消除二次电子倍增的方法都增加腔体设计或者制造过程的复杂性。

考虑到传统消除二次电子倍增方法的局限性，目前需要采用了一种新颖的方法来抑制次谐波聚束器的二次倍增。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种结构简单、使用可靠的用于高频加速结构的次谐波聚束器，以有效抑制高频腔的二次电子倍增发生。

本发明所述的一种用于高频加速结构的次谐波聚束器，该次谐波聚束器包括一驻波谐振腔体，还包括：

分别套设在所述驻波谐振腔体两端的第一反向线圈和第二反向线圈；以及

分别向所述第一反向线圈和第二反向线圈供电的第一电源和第二电源。

在上述用于高频加速结构的次谐波聚束器中，所述次谐波聚束器还包括与所述第一电源和第二电源连接的远程控制装置，其分别控制所述第一电源和第二电源的输出电压。

在上述用于高频加速结构的次谐波聚束器中，所述驻波谐振腔体为圆柱形。

在上述用于高频加速结构的次谐波聚束器中，所述次谐波聚束器还包括：

从所述驻波谐振腔体外缘插入其腔内的调谐杆；

贯穿所述驻波谐振腔体两端面的束流管道；以及

设置在所述驻波谐振腔体外缘并与其腔内连通的真空管道。

在上述用于高频加速结构的次谐波聚束器中，所述束流管道水平设置，并与所述调谐杆及真空管道垂直。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过在驻波谐振腔体外缘绕制两个由不同电源单独供电的反向线圈来抵消外磁场，从而破坏二次电子倍增的共振条件，达到抑制其发生的目的；另外，本发明还通过远程控制装置控制第一、第二电源的输出电压，即通过主动调节第一、第二反向线圈的电流，以灵活改变次谐波聚束器中的静磁场分布，从而便于找到抑制二次电子倍增的最优工作点。

附图说明

图1是本发明一种用于高频加速结构的次谐波聚束器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明，即一种用于高频加速结构的次谐波聚束器，它包括驻波谐振腔体1、第一反向线圈2、第二反向线圈3、调谐杆4、束流管道5和真空管道6，其中：

驻波谐振腔体1呈圆柱形；

第一反向线圈2和第二反向线圈3分别套设在驻波谐振腔体1的两端并分别由第一电源和第二电源(图中未示)独立供电，且该第一电源和第二电源还与远程控制装置(图中未示)连接，由该远程控制装置分别控制它们的输出电压。

调谐杆4从驻波谐振腔体1的外缘插入其腔内；

束流管道5水平设置，并贯穿驻波谐振腔体的两端面；

真空管道6设置在驻波谐振腔体1的外缘并与其腔内连通，真空管道6和调谐杆4均与束流管道5垂直。