Cтраница 4
Методы борьбы с укорочением импульса, по имеющимся в настоящее время представлениям, заключаются: во-первых, в увеличении длины волны генераторов сверхвысоких частот, питающих ускоритель; во-вторых, в использовании структур с переменной геометрией, в которой ускоряющая волна имеет постоянную амплитуду и скорость, а излученная несимметричная волна изменяет скорость; в-третьих, в применении всех возможных мер, улучшающих симметрию ускоряющей волноводной структуры и пучка; в-четвертых, в применении фильтров типов волн, например, на диафрагмах ускоряющего волновода делают разрезы, направленные поперек линий тока волны НЕ и способствующие ее подавлению. [46]
Эта необходимость становится особенно наглядной, если перейти к системе координат, движущейся вместе с ускоряющей волной и равновесной частицей. В этой сопровождающей системе координат ускоряющая волна принимает форму электростатического поля. Но потенциал электростатического поля, как известно, не может иметь абсолютных минимумов или максимумов. Возможны лишь седловины, когда в одном из координатных направлений имеет место минимум, а в другом - максимум потенциала. Отсюда следует уже упоминавшаяся в части первой теорема Ирншоу, согласно которой заряд в электростатическом поле не может удерживаться в равновесии одними только силами этого поля. [47]
Во-первых, ускорение большого тока влечет за собой уменьшение потока мощности в диафрагмированном волноводе. Вследствие этого амплитуда напряженности электрического поля ускоряющей волны также уменьшается, одновременно падает и выходная энергия. В современных ускорителях мощность, расходуемая на ускорение пучка, составляет значительную часть мощности генератора высокочастотных колебаний. [48]
В-третьих, движение сгруппированных сгустков вдоль диафрагмированного волновода может вызвать реактивную составляющую тока в стенках волновода. В результате этого величина фазовой скорости ускоряющей волны изменится, что отрицательно влияет на эффективность ускорения. [49]
Частица, ускоряющаяся в постоянной или весьма медленно изменяющейся фазе ускоряющей волны ф фр, называется равновесной ( или синхронной) частицей. Скорость равновесной частицы равна фазовой скорости ускоряющей волны, ур VB. Фаза, скорость и другие величины, относящиеся к равновесной частице, называются равновесными. В дальнейшем эти величины будем отмечать индексом р, опуская, однако, этот индекс для краткости в случаях, когда это не вызывает недоразумений. [50]
В поле чистой ускоряющей волны, как было показано выше ( см. § 9.1), достижение пеперечной устойчивости движения частиц одновременно с продольной ( фазовой) устойчивостью невозможно, и необходимо специальное фокусирующее поле того или иного вида. Однако положение существенно изменяется, если ускоряющее поле помимо ускоряющей волны содержит хотя бы одну побочную гармонику. Эта гармоника может сыграть роль фокусирующего поля. В сопровождающей системе координат действующее на частицу поле при наличии в нем побочной гармоники перестает быть электростатическим. Теорема Ирншоу утрачивает силу, и становится возможной устойчивость движения частиц одновременно по всем трем координатным направлениям. Фокусировка посредством побочной гармоники ускоряющего поля имеет характер знакопеременной фокусировки. [51]
Рассмотрим движение частиц в секции с переменной фазовой скоростью, полагая, что амплитуда напряженности поля бегущей волны постоянна по длине z секции. Пусть в секции имеется равновесная частица, фаза которой относительно ускоряющей волны неизменна. [52]
Определим уменьшение потока ВЧ-мощности по длине однородного диафрагмированного волновода с фазовой скоростью волны, равной скорости света. Будем считать, что электроны сгруппированы, помещены на вершину ускоряющей волны и в процессе ускорения не смещаются по фазе относительно волны. [53]
Возможен и другой режим, при котором параметр G3 выбирают постоянным, одинаковым для всех значений тока пучка. В результате верхние пределы параметра Л ( фр) и амплитуды ускоряющей волны Ем с увеличением тока в этом режиме несколько снижаются. [54]
Интересно проследить группировку частиц в окрестности равновесной фазы. Результаты вычислений показали, что при небольших амплитудах фазовых колебаний напряженность поля ускоряющей волны мало влияет на группировку. [55]
Увеличение о / А, больше 0 20 приводит к уменьшению напряженности ускоряющей волны, что также нежелательно. [56]
Наконец, третья ступень идеализации состоит в равномерном распределении ( усреднении) градиентов поперечных сил по ускорительному периоду D. При таком распределении g 1, и оно равносильно учету только одной ускоряющей волны. [57]