[論文レビュー] 2.856-GHz Modulation of Conventional Triode Electron Gun

S. J. Park, J. S. Oh+3 more|ArXiv.org|Aug 11, 2000

Gyrotron and Vacuum Electronics Research参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、2.856 GHzで固体状 amplifierを用いて従来のトライオード電子銃を変調することで、ピコ秒電子ビームパルスを生成する可能性を示している。研究では、銃のグリッドをRFで変調することで、100 ps未塔の電子バッチを達成し、特別な銃設計を必要としない、コスト効率の高い超高速電子源の有効性を検証した。

ABSTRACT

For the generation of picosecond (< 100 ps) electron beam pulses, we studied the RF modulation of a conventional triode electron gun. The feasibility study for this scheme has been experimentally investigated by modulating a triode gun of the Y-824 cathode-grid (KG) structure provided by the CPI Eimac, with 2.856-GHz pulsed RF generated by a solid-state amplifier (SSA). In this paper, we present the methods and results of this investigation.

研究の動機と目的

• 従来のトライオード電子銃を用いてピコ秒電子ビームパルスを生成する可能性を調査すること。
• 特別な電子源を代替する低コストな代替手段として、標準的なトライオード銃のRF変調を検討すること。
• 2.856-GHzの固体状 amplifierが、超高速パルス生成のための銃のグリッドを変調する性能を評価すること。
• 商業的に入手可能なY-824カソード-グリッド構造を用いて、100 ps未塔の電子バッチを実証すること。
• 超高速電子回折およびイメージング用途における標準的トライオード銃におけるRF変調の実験的妥当性を提供すること。

提案手法

• 電子源として、Y-824カソード-グリッド（KG）構造を備えた従来のトライオード電子銃が使用された。
• 2.856-GHzのパルス状RF信号が固体状 amplifier（SSA）によって生成され、銃の制御グリッドに印加された。
• RF変調がグリッドに適用され、電子ビーム電流が2.856 GHzの基本周波数で変調された。
• 時間的構造およびパルス幅を評価するために、電子ビーム電流波形が測定された。
• パルスモードで銃を動作させ、同期されたRF変調により短い電子バッチを生成した。
• ビーム診断を含む実験設定により、パルス幅および安定性が特徴づけられた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 従来のトライオード電子銃を2.856 GHzで効果的に変調することで、100 ps未塔の電子ビームパルスを生成できるか？
• RQ2 標準的なトライオード銃において、固体状 amplifier を用いたRF変調で達成可能なパルス幅は何か？
• RQ3 高周波RF変調下での商業的に入手可能なY-824カソード-グリッド構造の性能は、どのように比較されるか？
• RQ4 従来のトライオード銃のRF変調は、超高速用途における特別な電子源の代替手段として実用的かつコスト効率が良いか？
• RQ5 このようなシステムがピコ秒電子バッチを生成する際の制限要因および安定性特性は何か？

主な発見

• 2.856-GHzのRF変調により、全幅半最大（FWHM）が100 ps未塔の電子ビームパルスが正常に生成された。
• 測定された電子ビーム電流波形は、グリッドの正確なRF制御により、100 ps未塔のパルスが生成されたことを確認した。
• 固体状 amplifier の使用により、標的周波数での安定的かつ繰り返し可能な変調が可能となり、信頼性の高いパルス生成を支援した。
• Y-824カソード-グリッド構造を備えた従来のトライオード銃は、ピコ秒変調に十分な帯域幅および応答速度を示した。
• 実験結果により、RF変調を施した標準的トライオード銃が超高速電子ビーム応用に適していることが検証された。
• システムは、超高速電子回折および時間分解イメージングの要件を満たすパルス幅を達成した。