《带电粒子束》求取 ⇩

目录1

1 引言1

1.1　带电粒子束1

1.2　方法与编排4

1.3　单粒子动力学6

2　带电粒子束的相空间描述13

2.1　相空间中粒子的轨迹14

2.2　分布函数17

2.3　束流产生的力作用下的粒子轨道的数值计算19

2.4　相空间体积守恒22

2.5　密度和平均速度27

2.6　麦克斯韦分布28

2.7　无碰撞玻耳兹曼方程30

2.8　电荷和电流密度33

2.9　计算机拟合35

2.10　矩方程37

2.11　无碰撞分布中的压力41

2.12　相对论性粒子分布44

3　束流发射度——导论46

3.1　层流束与非层流束46

3.2　发射度49

3.3　发射度测量53

3.4　耦合束的分布、纵向发射度、归一化发射度和亮度58

3.5　发射度力61

3.6　漂移区中的非层流束62

3.7　线性聚焦系统中的非层流束64

3.8　非层流束的压缩和扩展71

4　束流发射度——深入讨论75

4.1　椭圆分布的线性变换75

4.2 由粒子轨道理论得出传输参量82

4.3　束流匹配85

4.4　非线性聚焦系统88

4.5　储存环中的发射度94

4.6　束流冷却98

5　束流产生的力——导论106

5.1　束流的电磁场106

5.2　非相对论性粒子的一维蔡尔德定律110

5.3　磁约束电子束的纵向传输极限114

5.4　漂移束在空间电荷作用下的发散效应118

5.5　相对论性束流的横向力122

6　束流产生的力——深入讨论127

6.1　具有初始注入能量时的空间电荷限制流127

6.2　热阴极的空间电荷限制流128

6.3　球形电极的空间电荷限制流131

6.4　双向流134

6.5　相对论性电子的空间电荷限制流136

6.6　一维自洽平衡138

6.7　KV分布143

7　电子枪和离子枪147

7.1　皮尔斯设计法147

7.2 中等导流系数的枪151

7.3　高导流系数枪和射线跟踪程序153

7.4　强流电子源156

7.5 自由等离子体边界上的离子引出160

7.6　等离子体离子源165

7.7　栅控等离子体的带电粒子引出172

7.8　离子引出电极177

8　高功率电子、离子二极管180

8.1 正交电磁场中电子的运动180

8.2　箍缩电子束二极管184

8.3　外加强磁场的电子二极管189

8.4　高功率传输线的磁隔离191

8.5　等离子体腐蚀194

8.6　反射式三极管198

8.7　低阻反射式三极管201

8.8　磁隔离离子二极管205

8.9　磁隔离二极管中离子流的增强210

9　考虑空间电荷效应下的傍轴传输214

9.1　带状束包络方程214

9.2　傍轴射线方程217

9.3　四极透镜阵列中的包络方程220

9.4　傍轴束的限制电流222

9.5　多束离子传输226

9.6　射频加速器和感应直线加速器中的纵向空间电荷限制229

10　强流电子束在真空中的输运234

10.1　穿过磁会切的电子运动234

10.2　来自浸没式阴极的束流传输237

10.3 圆柱状电子束的布里渊平衡240

10.4　电子与物质的相互作用243

10.5　相对论性电子束的箔片聚焦247

10.6　管道中束流的管壁电荷和返回电流253

10.7　螺线管磁场中电子束的漂移257

10.8　用螺线管磁场引导电子束259

10.9　磁会切中的电子束流传输264

11　离子束中性化270

11.1　随动电子中性化270

11.2　横向中性化275

11.3　真空条件下的电流中性化278

11.4　中性化离子束的聚焦限制280

11.5　中性化离子束的加速和传输284

12　等离子体中的电子束288

12.1　平衡态等离子体中的空间电荷中性化288

12.2　非磁化等离子体的振荡290

12.3　中性化电子束的振荡294

12.4　等离子体中脉冲电子束的注入297

12.5　磁趋肤深度305

12.6　有阻等离子体中的返回流308

12.7　中性化电子束的极限流312

12.8　贝内特平衡315

12.9　在低密度等离子体和弱电离气体中的传播317

13　横向不稳定性321

13.1 周期性聚焦系统中受空间电荷支配的束流的不稳定性322

13.2　施加于丝状束流上的自由振荡波331

13.3　摩擦力和相位混和334

13.4　横向谐振模式338

13.5　束流崩溃不稳定性343

13.6　横向阻性壁不稳定性348

13.7　离子聚焦的电子束的软管不稳定性351

13.8　阻性软管不稳定性355

13.9 中性化的电子束的细丝化不稳定性360

14.1　双流不稳定性366

14　纵向不稳定性366

14.2　束流产生的轴向电场373

14.3　负质量不稳定性378

14.4　纵向阻性壁不稳定性382

15　利用电子束产生电磁辐射391

15.1　反向二极管392

15.2　用电子束驱动谐振腔398

15.3　纵向束流聚焦405

15.4　速调管410

15.5　行波管416

15.6　磁控管421

15.7 自由电子激光原理427

15.8 自由电子激光中的相位动力学431

参考文献437

名词对照441