探讨脉冲时变透镜设计

论文导读：
摘要：时变透镜是针对采取多套完全相同的装置各输出一路脉冲,然后按照一定时序馈入加速装置(猝发多脉冲,重复频率约2MHz)进行闪光照相而提出的。它主要用于调节多脉冲打靶后的焦斑一致性。时变透镜由单匝大电流励磁线圈和常规磁透镜组成,分为嵌套式时变透镜和组合式时变透镜。嵌套式时变透镜主要通过转变某一组或者两组束流的聚焦磁场而调节多脉冲的焦斑一致性,而组合式时变透镜通过转变某一束流在常规透镜入口前的参数来实现这一目的。基于时变透镜设计的论述基础,论文模拟讨论了束流参数(发射度、能散、束包络半径、入射角度)和磁场位形对束流聚焦的影响,并且探讨了流强、发射度和能散在模拟历程中的合理设置策略,为两种透镜的设计提供了论述支持。通过转变单匝线圈的各项参数,在论文中模拟计算其对整个时变透镜磁场位形的影响,以而优化确定了单匝线圈的设计参数。在此基础上,通过PIC策略模拟不同励磁电流下嵌套式时变透镜对束流的聚焦效果,验证了嵌套式时变透镜对束流的焦距具有较强的调节能力。在探讨嵌套式时变透镜的历程中,发现了两个有待解决的不足,以而为下一步的探讨工作指明了方向。通过不断转变单匝线圈的励磁电流和其放置位置,采取PIC策略逐步模拟组合式时变透镜对束流的聚焦效果,确定了组合式时变透镜在励磁电流为3-5kA且单匝线圈到常规透镜入口位置距离为10-15cm时具有较好的调节能力。最后简单介绍了脉冲电源的设计论述,并且论述计算了脉冲电源设计的各项参数,对设计的整个励磁回路进行模拟计算,输出波形满足我们提出的要求。关键词：时变透镜论文单匝励磁线圈论文脉冲电源论文焦斑论文猝发多脉冲论文
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Abstract4-8
第1章 . 绪言8-16

1. 直线感应加速器概述8-9

1.2. 直线感应加速器的运用9-10

1.3. 直线感应加速器的进展10-12

1.4. 强流电子束聚焦的技术路线12

1.5. 选题的背景及作用12-13

1.6. 论文的主要探讨内容13-14

1.

7. 论文的革新点14-16

第2章 . 强流电子束的聚焦16-34 2.

1. 常规磁透镜介绍16-19

2.2. 聚焦段束流动力学不足19-22
2.2.

1. 电子在电磁场中运动19-20

2.2.2. 电子在磁透镜中的传输20-21

2.3. 电磁粒子模拟策略21-22

2.3. 透镜磁场位形对焦斑的影响22-23

2.4. 束流参数对焦斑的影响23-31

2.4.

1. 束流参数在模拟中的设置23-26

2.4.2. 发射度和能散对束流焦斑的影响26-29

2.4.3. 束包络半径和入射角度对焦斑的影响29-31

2.

5. 小结31-34

第3章 . 嵌套式时变透镜探讨34-50 3.

1. 嵌套式时变透镜的基本结构34

3.

2. 励磁单匝线圈的设计34-41

3.2.

1. 单匝线圈的电感浅析34-36

3.2.2. 单匝线圈各参数对磁场分布的影响36-41

3. 磁透镜开孔对磁场分布的影响41-43

3.4. 嵌套式时变透镜聚焦模拟43-47

3.5. 嵌套式时变透镜的设计待解决的不足47-48

3.

6. 小结48-50

第4章 . 组合式时变透镜探讨50-60 4.

1. 组合式时变透镜的基本结构50

4.

2. 组合式时变透镜聚焦模拟50-56

4.

3. 组合式时变透镜对入口束包络的要求56-58

4.4. 小结58-60
第5章 . 脉冲电源设计探讨60-70
5.

1. 脉冲电源设计的技术路线60-64

5.

1. 脉冲形成线60-62

5.

1.

2. 脉冲形成网络62-64

5. 脉冲电源设计模拟64-70 第6章 . 结论70-72
致谢72-74
参考文献74-78
附录78