[发明专利]光阴极电子枪射频同步慢漂抑制方法

说明书

本发明公开了一种光阴极电子枪射频同步慢漂抑制方法，包括：积分束流变压器系统、慢漂抑制控制器、驱动激光能量监测系统、幅度相位可控的射频功率源系统和驱动激光系统；所述驱动激光能量监测系统包括激光半反射镜与激光能量测量装置；所述幅度相位可控的射频功率源系统包括射频幅度相位控制系统和速调管；所述驱动激光系统包括驱动激光器和驱动激光同步装置；本发明通过积分束流变压器系统计算得到的光阴极电子枪出口处电荷量以及驱动激光能量进行监测并反馈，最终达到抑制射频同步方案中相位慢漂的作用。结构简单，反馈速度快，实践效果好，可以有效的提高自由电子激光装置的长期稳定性。

技术领域

本发明涉及光阴极电子枪射频相位与驱动激光达到时间相位同步慢漂抑制装置及方法，属于加速器光阴极电子枪射频同步领域。

背景技术

大连相干光源(简称DCLS)装置对电子束诸如发射的能散、流强等品质都有较高的要求，因此使用光阴极电子枪作为加速器的电子束的束流源。而电子束的参数，很大程度上取决于驱动激光的参数，比如驱动激光脉冲的宽度、脉宽、形状、能量、到达时间等。因此，在加速器物理中，比起在加速管和漂移段中对电子束参数直接调整，不如在驱动激光处调整技术上更加容易操作和实现一些。但是驱动激光到达时间的不稳定性，会直接影响到电子束的品质。因此一个好的驱动激光到达时间与电子枪射频相位同步系统是十分必要的。

目前DCLS的备用同步系统使用的是射频同步方案，该方案以射频振荡器为同步源，同轴电缆传输射频信号，以及使用远端的激光锁相装置对驱动激光进行锁相。这种同步系统的传输线同轴电缆，在长距离传输的过程中，电长度随环境温度变化系数高，对射频相位和驱动激光到达时间具有很高的慢漂现象，这种射频相位慢漂现象是实验和工程应用中不愿看到且无法接受的。

因此有必要提供一种可以抑制电子枪中射频相位与驱动激光到达时间同步系统慢漂的装置和方法，使得自由电子激光可以出光稳定，达到需要的实验目的。

发明内容

本发明提供了一种驱动激光到达时间与光阴极电子枪射频相位同步系统慢漂抑制装置，用来克服使用射频同步方案中驱动激光到达光阴极时间与光阴极电子枪射频相位同步慢漂的问题，可以有效的抑制射频相位的慢漂，提高自由电子激光装置束流的稳定性，从而为自由电子激光装置提供高品质的自由电子激光提供保障。

本发明的技术方案是：光阴极电子枪射频同步慢漂抑制装置，包括：积分束流变压器系统7、慢漂抑制控制器8、驱动激光能量监测系统、幅度相位可控的射频功率源系统和驱动激光系统；

所述驱动激光能量监测系统包括激光半反射镜4与激光能量测量装置5；

所述幅度相位可控的射频功率源系统包括射频幅度相位控制系统9和速调管10；

所述驱动激光系统包括驱动激光器3和驱动激光同步装置2；

所述积分束流变压器系统7安装在光阴极电子枪6出口处的电子漂移段11上，电子漂移段11一端连接光阴极电子枪6，另一端连接电子直线加速器16；

所述慢漂抑制控制器8有两个输入端和两个输出端，两个输入端分别连接到积分束流变压器系统7和激光能量测量装置5，两个输出端分别连接到射频幅度相位控制系统9和驱动激光器3；

所述激光半反射镜4以45°安装在驱动激光光路13上，所述激光能量测量装置5安装在驱动激光光路13上激光半反射镜4的后边；

所述射频幅度相位控制系统9通过慢漂抑制控制器8输出的反馈信号15实时调节射频功率源的相位，其输出信号传输到速调管10中；

所述速调管10用来将射频幅度相位控制系统9输出的调制后的微波功率放大并输送到光阴极电子枪6和电子直线加速器16中；