Development of a Multialkali Photocathode Dc Gun for a Smith-Purcell Terahertz Free-Electron Laser

DOI：10.3390/particles1010012 期刊：Particles 出版年份：2018 更新时间：2025-09-12 10:27:22

摘要： We have developed a photocathode dc gun for a compact Smith-Purcell free-electron laser in the terahertz wavelength region. The gun system consists of an alkali antimonide photocathode preparation chamber, a dc gun with a 250 kV-50 mA Cockcroft-Walton high-voltage power supply, and a downstream beamline with a water-cooled beam dump to accommodate a beam power of 5 kW. We fabricated a Cs3Sb photocathode with quantum efficiency of 5.8% at a wavelength of 532 nm and generated a 150 keV beam with current of up to 4.3 mA with a 500 mW laser. A vacuum chamber for the Smith-Purcell free-electron laser has been installed in the downstream beamline. We describe the present status of our work.

关键词： photoemission dc gun free-electron laser Smith-Purcell radiation

作者： Nobuyuki Nishimori，Ryoji Nagai，Masaru Sawamura，Ryoichi Hajima

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研究概述实验方案设备清单

研究目的

Development of a photocathode dc gun for a compact Smith-Purcell free-electron laser in the terahertz wavelength region.

研究成果

A photocathode dc gun was developed for the SP FEL experiment, achieving a high-current beam generation. However, a well-prepared beam monitor system is necessary to prevent vacuum incidents.

研究不足

The operational voltage was limited due to field emission generated from the cathode electrode, and a vacuum incident occurred during high-current beam transport.

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设备名称型号厂家功能

THz detector WR1.0ZBD Virginia Diodes
Used for measuring the SP FEL output.
Sb bead SB-020100 NILACO
Used for evaporating Sb in the photocathode fabrication process.

Cs source AS-6-Cs-415-V ALVATEC
Used for evaporating Cs in the photocathode fabrication process.
Thickness monitor CRTS-4U ULVAC
Used to calibrate thicknesses of Sb and Cs.
NEG pump CapaciTorr-B 1300-2 SAES Getters
Used for vacuum pumping in the photocathode preparation system.
Ion pump PST-050AU ULVAC
Used to pump noble gases and methane in the photocathode preparation system.
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型号：ZEISS EVO Family

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型号：Axio Observer

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