紧凑型FEL-THz束流注入器设计与调试中的若干关键问题

分类： 核科学技术 >> 粒子加速器 提交时间： 2024-06-13

胡浩 曾逸凤 胡桐宁 涂修德 冯光耀 裴元吉

摘要： 电子束注入器是决定自由电子激光太赫兹源（FEL-THz）性能的核心部件，基于射频加速器的注入器能够产生驱动高功率THz辐射所需的高品质电子束。而从商业化和市场化的目的出发，又要求注入器能够兼具结构紧凑。采用独立调谐式结构（ITC）的束流注入器具有平衡高品质、低成本以及紧凑性的优势，在大功率FEL-THz装置小型化方面有良好的应用前景。但是，在缩短束线长度和压缩整机规模后，注入器又面临在线调节和诊断手段不足等问题。本文依托华中科技大学与中国科学技术大学共建的一台紧凑型 FEL-THz 注入器，首先介绍其基于 ITC 结构的优化思路和设计结果，然后在系统稳定的基础上，重点阐述调试和运行过程中所涉及的束流间接诊断和系统优化措施，并结合束流动力学仿真和在线实验开展了相关方案和研究的验证。仿真和实验结果均表明，通过优化设计并结合间接诊断技术，ITC注入器能够兼顾FEL-THz高功率和小型化的需求，而间接诊断技术的应用也能够弥补调试过程中诊断手段不足的问题，为ITC注入器的进一步推广奠定了基础。

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