直流-射频超导光阴极电子枪

作者：黄森林^*; 刘克新; 赵夔; 陈佳洱

来源：科学通报, 2023, 68(09): 1036-1046.

• 连续波电子源
• 光阴极电子枪
• 高重复频率电子束
• 直流-射频超导电子枪
• 半导体光阴极
• 光阴极驱动激光

直流-射频超导(direct current-superconducting radio frequency, DC-SRF)光阴极电子枪是由北京大学射频超导加速器实验室提出并发展的一种连续波电子源,可产生MHz及以上重复频率、皮秒至亚皮秒脉冲、Me V能量的电子束.作为一类重要的超导型光阴极电子枪, DC-SRF将具有高量子效率的半导体光阴极与射频超导加速腔分离,成功地解决了二者之间的兼容问题,并具有结构紧凑、暗电流低等优点. DC-SRF光阴极电子枪的研发经历了样机、DC-SRF-I及DC-SRF-II三个阶段,其中, DC-SRF-I于2014年实现稳定载束运行,并开展了系列应用实验; DCSRF-II于2021年建成, 2022年实现100 p C束团电荷量、1 MHz重复频率的连续波模式运行,暗电流小于1 pA,归一化发射度达到亚mm-mrad级,综合性能指标处于领先地位.本文总结DC-SRF电子枪的研究工作,主要内容包括DCSRF-I电子枪、DC-SRF-II电子枪、光阴极与驱动激光等.

• 单位
  北京大学; 核物理与核技术国家重点实验室