[發明專利]光陰極電子槍射頻同步慢漂抑制方法

有效

• 申請號: 201711343528.9
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109936905B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 丁洪利;張未卿;余永;楊家岳;史磊;李欽明;陶凱;楊學明
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H05H7/08
• 分類號: H05H7/08;H05H7/02
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

本發明公開了一種光陰極電子槍射頻同步慢漂抑制方法，包括：積分束流變壓器系統、慢漂抑制控制器、驅動激光能量監測系統、幅度相位可控的射頻功率源系統和驅動激光系統；所述驅動激光能量監測系統包括激光半反射鏡與激光能量測量裝置；所述幅度相位可控的射頻功率源系統包括射頻幅度相位控制系統和速調管；所述驅動激光系統包括驅動激光器和驅動激光同步裝置；本發明通過積分束流變壓器系統計算得到的光陰極電子槍出口處電荷量以及驅動激光能量進行監測并反饋，最終達到抑制射頻同步方案中相位慢漂的作用。結構簡單，反饋速度快，實踐效果好，可以有效的提高自由電子激光裝置的長期穩定性。

技術領域

本發明涉及光陰極電子槍射頻相位與驅動激光達到時間相位同步慢漂抑制裝置及方法，屬于加速器光陰極電子槍射頻同步領域。

背景技術

大連相干光源(簡稱DCLS)裝置對電子束諸如發射的能散、流強等品質都有較高的要求，因此使用光陰極電子槍作為加速器的電子束的束流源。而電子束的參數，很大程度上取決于驅動激光的參數，比如驅動激光脈沖的寬度、脈寬、形狀、能量、到達時間等。因此，在加速器物理中，比起在加速管和漂移段中對電子束參數直接調整，不如在驅動激光處調整技術上更加容易操作和實現一些。但是驅動激光到達時間的不穩定性，會直接影響到電子束的品質。因此一個好的驅動激光到達時間與電子槍射頻相位同步系統是十分必要的。

目前DCLS的備用同步系統使用的是射頻同步方案，該方案以射頻振蕩器為同步源，同軸電纜傳輸射頻信號，以及使用遠端的激光鎖相裝置對驅動激光進行鎖相。這種同步系統的傳輸線同軸電纜，在長距離傳輸的過程中，電長度隨環境溫度變化系數高，對射頻相位和驅動激光到達時間具有很高的慢漂現象，這種射頻相位慢漂現象是實驗和工程應用中不愿看到且無法接受的。

因此有必要提供一種可以抑制電子槍中射頻相位與驅動激光到達時間同步系統慢漂的裝置和方法，使得自由電子激光可以出光穩定，達到需要的實驗目的。

發明內容

本發明提供了一種驅動激光到達時間與光陰極電子槍射頻相位同步系統慢漂抑制裝置，用來克服使用射頻同步方案中驅動激光到達光陰極時間與光陰極電子槍射頻相位同步慢漂的問題，可以有效的抑制射頻相位的慢漂，提高自由電子激光裝置束流的穩定性，從而為自由電子激光裝置提供高品質的自由電子激光提供保障。

本發明的技術方案是：光陰極電子槍射頻同步慢漂抑制裝置，包括：積分束流變壓器系統7、慢漂抑制控制器8、驅動激光能量監測系統、幅度相位可控的射頻功率源系統和驅動激光系統；

所述驅動激光能量監測系統包括激光半反射鏡4與激光能量測量裝置5；

所述幅度相位可控的射頻功率源系統包括射頻幅度相位控制系統9和速調管10；

所述驅動激光系統包括驅動激光器3和驅動激光同步裝置2；

所述積分束流變壓器系統7安裝在光陰極電子槍6出口處的電子漂移段11上，電子漂移段11一端連接光陰極電子槍6，另一端連接電子直線加速器16；

所述慢漂抑制控制器8有兩個輸入端和兩個輸出端，兩個輸入端分別連接到積分束流變壓器系統7和激光能量測量裝置5，兩個輸出端分別連接到射頻幅度相位控制系統9和驅動激光器3；

所述激光半反射鏡4以45°安裝在驅動激光光路13上，所述激光能量測量裝置5安裝在驅動激光光路13上激光半反射鏡4的后邊；

所述射頻幅度相位控制系統9通過慢漂抑制控制器8輸出的反饋信號15實時調節射頻功率源的相位，其輸出信號傳輸到速調管10中；

所述速調管10用來將射頻幅度相位控制系統9輸出的調制后的微波功率放大并輸送到光陰極電子槍6和電子直線加速器16中；