热阴极光热方法分析模型研究

摘要：

热阴极具有发射电流密度大、稳定性高、寿命长等优点,一直是真空电子器件的首选电子源.利用激光照射热阴极可以进一步提升热阴极的发射性能.本文针对热阴极在激光照射情况下的热状态分析方法进行了研究,基于真空绝热边界条件研究建立了考虑光透射深度,并综合考虑光热效应、冷却效应、热扩散和热辐射效应的热阴极光热过程动态仿真分析模型,并且给出了一种"快启动-保持"热阴极光热加热方案.利用该模型对不同吸收光强度下不同厚度阴极的温度变化进行了仿真模拟,仿真表明:阴极随吸收光强大小的不同存在不同的饱和温度,该饱和温度与阴极厚度无关,给出了升温拐点时间、饱和温度及启动时间与吸收光强和阴极厚度之间的关系;吸收光强越大,阴极厚度越薄,阴极启动时间越短,1 mm厚的钨阴极吸收连续光光强为0.4 kW/cm2时,启动时间为1.88 s,当吸收光强为10 kW/cm2时,则启动时间可以达到0.066 s.

关键词：热阴极、光热效应、冷却效应、启动时间、热辐射效应

分类号：TN105(真空电子技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61701113

在线出版日期：2021-03-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：35-40