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强激光脉冲中电子-离子复合效应对电子加速的影响
摘要： 研究了高能激光脉冲穿过隧道电离气体时电子-离子复合效应对电子加速的影响，以观测加速过程中电子实际获得的能量增益。具有高斯径向分布的强短脉冲激光依次穿过真空和气体区域，脉冲峰值与电子相互作用的起始点即为气体区域的边界。隧道电离会在传播轴线上形成高密度等离子体，导致激光脉冲散焦。电子在脉冲后沿阶段获得额外加速，从而实现净能量增益。存在电子-离子复合时，激光脉冲聚焦更强，因此在特定参数区间内对净能量增益产生显著影响。本研究建立了自洽演化模型，描述激光在电离中性气体过程中驱动电子加速的过程，该模型包含适用于气体射流系统研究的多重电离阶段电子-离子复合效应及中性气体密度时空变化特性。通过计算氦气中（该条件适合发生复合）的电子加速能量增益发现：对于给定激光强度，始终存在最佳光斑尺寸和焦平面位置（相对于气体射流），该参数组合能最小化折射效应并最大化加速长度，从而提升电子能量增益。在激光-气体射流实验中，若脉冲持续时间较长，引入电子-离子复合效应将更具现实意义。
关键词： 电子加速、气体射流、能量增益、电子-离子复合、强激光脉冲
更新于2025-09-11 14:15:04
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阴极材料特性对降低热电子射频枪背轰效应的影响
摘要： 回轰（BB）电子效应被认为是阻碍热阴极射频枪（T-RF）广泛应用的主要因素之一。本文研究了十种六硼化物材料（Ca、Sr、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu和Gd）B6，以探究阴极材料对减少回轰电子的影响，并与广泛用作热阴极的LaB6进行对比。研究采用数值模型进行分析，除数值计算外，还通过实验测定了CeB6和LaB6的功函数。数值计算结果表明：对于低束流应用场景，(Ba、Ca和Nd)B6受回轰电子影响较小，分别比LaB6降低42%、50%和59%；而在高束流工况下，(Nd、Ce和Sm)B6相比其他六硼化物受回轰电子影响最小。研究表明回轰电子强烈依赖于阴极材料的特性，尤其是热电子发射能力和材料密度。此外，建议制备BaB6、CaB6、NdB6和SmB6作为阴极材料，并通过T-RF枪实际实验测试其性能及回轰效应，与LaB6进行对比验证。
关键词： 背轰击（BB）、射频枪（RF）、电子加速、六硼化物、功函数、热电子发射
更新于2025-09-09 09:28:46