[发明专利]一种行波加速结构以及电子加速器

说明书

本申请实施例公开了一种行波加速结构以及电子加速器，包括：具有输入耦合腔、第一谐振腔以及输出耦合腔的加速腔体，所述加速腔体包括圆柱波导以及多个第一盘片；多个所述第一盘片间隔的布置在所述圆柱波导内，相邻的两个所述第一盘片与所述圆柱波导围设形成所述第一谐振腔；所述第一盘片上形成有束流孔，所述束流孔上形成有两个对称的的凸起部，所述凸起部沿径向向所述束流孔的圆心延伸；输入波导，所述输入波导与所述输入耦合腔连通；以及输出波导，所述输出波导与所述输出耦合腔连通。本申请实施例的一种行波加速结构以及电子加速器，具有结构简化的优点。

技术领域

本申请涉及加速器领域，尤其涉及一种行波加速结构以及电子加速器。

背景技术

盘荷波导行波加速结构在电子直线加速器中占有重要地位，广泛应用在科学研究和工业生产中，它主要包括输入、输出耦合腔以及一系列圆柱波导和金属圆盘组成的周期结构，金属圆盘中间留有束流孔便于束流通过。通常将一段圆柱波导和相邻两个金属圆盘构成的结构称为一个谐振腔体，在盘荷波导行波加速结构中，馈入的射频功率将在谐振腔体中建立加速电场，并通过金属圆盘中间的束流孔传输到下一个谐振腔体中。在整个加速结构中建立加速电场后，可实现对电子束流的加速。

目前广泛使用的盘荷波导加速结构，金属圆盘上的束流孔都是采用圆形孔，整个加速结构是一个旋转对称结构，设计非常方便并且加工也易于保持较高的机械精度。但是圆形束流孔形状单一，可优化的尺寸只有束流孔径大小以及孔边缘倒角尺寸，在结构设计、性能提升上很难再进一步进行优化。由于束流在谐振腔体中运动时基本只受到轴向电场形成的加速力，而缺少径向的聚焦力，为提高俘获效率以及控制束斑大小，通常还需要在加速结构外部增加多个螺线管线圈对束流进行聚焦，由此，不仅提高了加速器整体的成本，且在使用过程中又需要对螺线管线圈进行耦合匹配，使得加速器整体的复杂程度大大提高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种行波加速结构以及电子加速器，可以简化结构。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一种行波加速结构，包括：具有输入耦合腔、第一谐振腔以及输出耦合腔的加速腔体，所述加速腔体包括圆柱波导以及多个第一盘片；多个所述第一盘片间隔的布置在所述圆柱波导内，相邻的两个所述第一盘片与所述圆柱波导围设形成所述第一谐振腔；所述第一盘片上形成有束流孔，所述束流孔上形成有两个对称的的凸起部，所述凸起部沿径向向所述束流孔的圆心延伸；输入波导，所述输入波导与所述输入耦合腔连通；以及输出波导，所述输出波导与所述输出耦合腔连通。

进一步地，一个所述束流孔上的两个所述凸起部的连线为构造线，一个所述第一谐振腔上的两个所述第一盘片上的构造线夹角为90°。

进一步地，所述第一谐振腔的数量为两个或者两个以上，所述输入耦合腔与所述第一谐振腔之间、相邻的所述第一谐振腔之间、以及所述第一谐振腔与所述输出耦合腔之间通过所述束流孔连通；各所述第一盘片上的所述束流孔同轴设置。

进一步地，所述凸起部的顶部具有圆弧段；和/或，所述束流孔其余部分与所述凸起部之间采用过渡圆弧；和/或，所述束流孔的边缘圆倒角处理。

进一步地，相邻的两个所述第一谐振腔之间共用一个所述第一盘片。

进一步地，所述加速腔体包括多个间隔的布置在所述圆柱波导内第二盘片，所述第二盘片与所述第一盘片平行设置，相邻的两个第二盘片与所述圆柱波导围设形成第二谐振腔，所述第二盘片上形成有圆形孔；各所述第一盘片上的所述束流孔、以及各所述第二盘片上的圆形孔同轴设置。

进一步地，所述加速腔体包括具有输入孔的顶端板以及具有输出孔的底端板；所述顶端板以及所述底端板分别布置在所述圆柱波导的两端，所述顶端板、相邻的所述第一盘片与所述圆柱波导围设形成输入耦合腔；所述顶端板、相邻的所述第一盘片与所述圆柱波导围设形成输出耦合腔；所述输入孔、各所述第一盘片上的所述束流孔、以及所述输出孔同轴设置。