Abstract:

Ускоряющие структуры с повышенным значением рабочей частоты представляют особый интерес с точки зрения получения больших градиентов ускорения. Несмотря на то, что в ИЯФ СО РАН имеется опыт работы с ускоряющими структурами S-диапазона (2856 МГц), для изготовления элементов W-диапазона (75-110 ГГц) необходима значительная конструкторская и технологическая проработка, главным образом ввиду чрезвычайно малых размеров структуры. Так, внутренний диаметр медных резонаторов с рабочей частотой 85 ГГц составляет около 2,7 мм, продольные размеры имеют те же характерные значения. По причине недоступности источников СВЧ мощности с таким значением рабочей частоты, поля в таких структурах резонаторов могут быть возбуждены пучком заряженных частиц. Влияние электродинамических характеристик отдельных резонаторов и параметров возбуждающего пучка отражено в анализе возбуждения структуры, в том числе, рассмотрен случай возбуждения последовательностью сгустков заряженных частиц.

Дизайн разработанной структуры предполагает малую связь отдельных резонаторов по электромагнитному полю, что позволяет проводить расчеты их возбуждения независимо. Отдельные ячейки были изготовлены, измерены и спаяны в единую структуру. Полная длина структуры из 90 ячеек составляет около 250 мм.

Первые эксперименты в ИЯФ СО РАН по возбуждению структуры W-диапазона планируется провести на стенде линейного ускорителя Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ). Проведено моделирование динамики электронного пучка на разработанном стенде с оценкой параметров возбуждения структуры W-диапазона. С учетом измерений геометрических параметров отдельных резонаторов структуры проведена оценка эффективности возбуждения последовательностью сгустков по сравнению с режимом возбуждения одиночным сгустком.

(Based on the thesis submitted to obtain the degree of the Candidate of Physics and Mathematics)