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目录1

第一章 概论1

§1.1　微波器件中的电子注1

1.1.1　强流电子注和导流系数1

1.1.2　微波器件中电子注的四个区段2

§1.2　基本方程5

1.2.1　麦克斯韦方程5

1.2.2　运动方程7

1.2.3 电流连续性方程7

1.2.4　强流电子光学基本方程组8

1.2.5　缩尺原理9

§1.3　轴对称和平面对称系统10

1.3.1　轴对称系统10

1.3.2　平面对称系统17

第二章　轴对称收敛型电子枪的设计19

§2.1 引言19

§2.2　电子枪的参量19

2.2.1　电子枪的主要参量19

2.2.2　电子注的层流性20

§2.3　电子枪的设计方法21

2.3.1　三种设计方法及其比较21

2.2.4　表征热速度大小的PU/T量21

2.2.3　阴极半锥角和阴阳极曲率半径21

2.3.2　改善层流性问题36

2.3.3　加大半锥角设计方法的半锥角加大量和枪参量39

2.3.4　几点说明43

§2.4　设计步骤和实例45

2 4.1 阴阳极曲率半径之比Rk/Ra和阴极半锥角θ的选取45

2.4.2　电解槽模拟确定外电极形状46

2.4.3　计算机数值计算和电子注分析器热测48

2.4.4 设计实例50

§2.5　栅控电子枪56

2.5.1　栅控枪原理56

2.5.2　栅控枪的设计方法57

2.5.3　设计实例64

第三章　磁控注入式电子枪的设计67

§3.1 引言67

§3.2　设计方法68

3.2.1　卡诺平面空间电荷流理论及其设计方法68

3.2.2 轴对称空间电荷流理论及电极设计方法78

§3.3　阳极调制结构过渡区的设计83

3.3.1　枪的截止特征84

3.3.2　过渡区设计84

§3.4　设计实例85

3.4.1 电子枪参量的计算85

3.4.2　平面电极形状和轨迹的计算86

3.4.3　轴对称电极的计算和电解槽模拟设计87

3.4.5　分析器热测实验结果88

3.4.4　阳极调制结构过渡区的计算88

第四章 M型电子枪的设计90

§4.1 引言90

§4.2　M型电子枪的基本设计要求90

4.2.1　布里渊电子注的特性91

4.2.2 电子注在互作用空间的位置和厚度92

§4.3　两种经典的电子枪的理论设计94

4.3.1　查理斯枪的设计94

4.3.2　卡诺枪的设计96

4.4.1　一般设计法102

§4.4 M型电子枪的实用设计方法102

4.4.2　近似缩尺设计法105

§4.5　设计实例106

4.5.1　一般设计法的实例106

4.5.2　卡诺短枪设计实例108

4.5.3　近似缩尺设计实例110

第五章 轴对称实心电子注均匀磁聚焦系统的设计114

§5.1 引言114

§5.2　均匀磁场聚焦的基本原理114

5.2.1　基本方程和均匀磁聚焦的三种形式114

5.2.2　三种流的特性117

5.2.3 电子注的波动121

5.2.4　电子注的刚度132

5.2.5　积分傍轴轨迹方程求解电子轨迹的数值计算法134

§5.3　均匀磁聚焦过渡区的设计方法135

5.3.1　过渡区的意义135

5.3.2　设计过渡区的方法136

5.3.3　热速度效应对过渡区设计的影响145

5.3.4　过渡区始端条件修正146

§5.4　磁聚焦过渡区的设计步骤和实例156

5.4.1　设计步骤156

5.4.2　设计实例161

§5.5　磁系统的设计167

5.5.1　螺管线包系统168

5.5.2　电磁铁系统171

5.5.3　永久磁体系统176

第六章　周期永磁聚焦系统的设计183

§6.1 引言183

§6.2　周期磁聚焦系统中的电子注184

6.2.1　傍轴轨迹方程184

6.2.2　电子注波动的分析186

6.2.3　周期L和峰值磁感应强度B0的选择191

§6.3　过渡区的“匹配”问题191

6.3.1　屏蔽流的过渡区191

6.3.2　非屏蔽流的过渡区193

§6.4　周期永磁聚焦系统的设计194

6.3.3　端部效应194

6.4.1　极靴头内半径r1的选择195

6.4.2　极靴头间距g的选择195

6.4.3　磁环厚度d的选择195

6.4.4　磁环材料的选择197

6.4.5　极靴头外半径r2的估算201

6.4.6　磁环内半径R1的选择201

6.4.7　磁环外半径R2的计算201

6.4.8　极靴外半径r3的选择210

§6.5　关于磁环工作点的一些讨论210

6.5.1　不可逆温度效应211

6.5.2　工作点与自退磁点之间的关系212

§6.6　影响电子注流通率的因素213

6.6.1　磁系统的影响213

6.6.2 电子注非层流性的影响214

6.6.3　对中的影响214

6.6.4　收集极返回电子的影响215

6.6.5　高频散焦的影响215

§6.7　周期永磁聚焦系统调测中的几个问题216

6.7.1　轴上磁感应强度的测量216

6.7.2　组装磁系统中的问题217

第七章　单倒向永磁聚焦系统的设计219

§7.1 引言219

7.2.1　补偿原理——附加磁场扰动220

§7.2　补偿原理和设计方法220

7.2.2　扰动量的计算221

7.2.3　倒向区的计算229

7.2.4　负扰动的扰动环尺寸设计230

7.2.5　设计步骤232

7.2.6　计算实例233

§7.3　校直器的设计234

7.3.1　横向场的测量235

7.3.2　校直器原理235

7.3.3　盘状校直器的设计236

§7.4　实例239

7.4.3　主磁路的设计结果240

7.4.2　校直器设计结果240

7.4.1 倒向区和扰动区的设计结果240

7.4.4 单倒向永磁聚焦系统的结构241

第八章　静电聚焦系统的设计242

§8.1 引言242

§8.2　静电聚焦原理243

8.2.1　平直流法的原理244

8.2.2　单透镜法的原理246

§8.3　设计方法247

8.3.1 由电子注平衡条件求解静电场247

8.3.2　求解外电极形状254

8.4.1　设计步骤256

§8.4　设计步骤和注意事项256

8.4.2　设计实例258

8.4.3　设计注意事项260

§8.5　静电聚焦系统的高频散焦问题261

第九章　计算机的数值计算方法265

§9.1 引言265

§9.2　轴对称电子枪的计算265

9.2.1　基本方程265

9.2.2　计算机的程序框图267

9.2.3　计算电位267

9.2.4　计算阴极发射电流274

9.2.5　计算电子轨迹275

9.2.6　空间电荷密度的计算284

9.2.7　热速度对电子注发散影响的计算288

§9.3　M型电子枪的计算290

9.3.1　基本方程290

9.3.2　计算电位291

9.3.3　计算阴极发射电流密度292

9.3.4　计算轨迹294

9.3.5　计算空间电荷密度296

§9.4　轴对称磁系统的计算298

9.4.1　基本方程298

9.4.2　计算机程序框图300

9.4.3　计算磁通函数300

9.4.4　计算永久磁体的体电流密度JHp和面电流密度KH303

9.4.5　铁磁体的磁导率304

9.4.6　轴上磁感应强度的计算305

第十章　实验方法306

§10.1 引言306

§10.2　电解槽模拟307

10.2.1 电解槽的模拟原理307

10.2.2　模拟方法309

10.2.3 利用无源斜槽确定轴对称直线流外电极的方法311

§10.3 O型电子注的热测方法312

10.3.1　电子注分析器设备312

10.3.2 测量电子枪参量的方法314

10.3.3 热测实验中应注意的几个问题323

§10.4 M型电子注的热测方法326

10.4.1 分析器设备326

10.4.2 测量方法328

10.4.3 实验中的一些问题331

附录——脉冲电流互感器335

附录一 实用单位制下基本量的计量单位和基本常数336

附录二 平板二极管、圆柱二极管和球形二极管337

附录三 各种坐标下部分矢量分析的公式358

附录四 轴对称系统轨迹方程的推导363

附录五 空间电荷扩散曲线368

附录六 带孔屏蔽板型磁场分布曲线373