Выпускная квалификационная работа студента Орлова П.В., 881 группа.

1. Исследование электродинамических отклоняющих структур для минимизации искажений, вносимых в шестимерное фазовое распределение частиц при повороте сгустков электронов. Выпускная квалификационная работа студента Орлова П.В., 881 группа. МФТИ(ГУ), Факультет Проблем Физики и Энергетики. Кафедра: Фундаментальные Взаимодействия и космология. Научный руководитель: д.ф.-м.н. Парамонов В.В. Москва 2012

2. Содержание: • Введение • Постановка задачи • Детализация модели и методы решения • Полученные результаты • Сравнение с зарубежными аналогами • Заключение

3. Введение • Периодические структуры с поперечной компонентой электромагнитного поля • Отклонение и разделение частиц в пространстве • Диагностирование и «гимнастика» пучка • Минимальные собственные искажения в первоначальное распределение частиц. Рис.1 Pitz Deflettor.

4. Постановка задачи • Конкретная отклоняющая структура • Вариации по толщине диафрагмы и радиусу апертуры • Электродинамические характеристики • Численное моделирование • Критерий линейности поля Рис.2 Рассматриваемая ОС

5. Детализация модели и методы решения • Использование CST MWS • Полученные данные • Использование MatlabR2011b • Характеристики системы: • Частота ~ 2997.9e+06 Гц • Фазовая скорость ~ 0.9957с • Радиус апертуры – 13-28мм • Толщина диафрагмы – 5.4; 8.1; 10.8; 16.2 мм. Рис.3 Создание модели Рис.4 Распределение Электрического поля Рис.5 Проекции полей на оси координат

6. Полученные результаты • Добротность Рис.6 Плоскость зависимости добротности Q от радиуса апертуры и толщины диафрагмы Рис. 7 Линии зависимости добротности Q от радиуса апертуры при различных толщинах диафрагм

7. Полученные результаты • Поперечное шунтовое сопротивление Рис. 8 Плоскость зависимости поперечного шунтового сопротиления от радиуса апертуры и толщины диафрагмы Рис. 9 Линии зависимости поперечного шунтового сопротивлени от радиуса апертуры при различных толщинах диафрагм

8. Полученные результаты • Отношение максимальной амплитуды напряженности Z-й компоненты электрического поля к отклоняющему Ed Рис. 10 Плоскость зависимости Ez/Ed от радиуса апертуры и толщины диафрагмы Рис. 11 Линии зависимости Ez/Ed от радиуса апертуры при различных толщинах диафрагм

9. Полученные результаты • Групповая скорость Рис. 12 Плоскость зависимости групповой скорости от радиуса апертуры и толщины диафрагмы Рис. 13 Линии зависимости групповой скорости от радиуса апертуры при различных толщинах диафрагм

10. Полученные результаты • Максимальное отклонение фазы Ed от линейности Рис. 14 Плоскость зависимости Max(Ф-kz) от радиуса апертуры и толщины диафрагмы Рис. 15 Линии зависимости Max(Ф-kz) от радиуса апертуры при различных толщинах диафрагм

11. Полученные результаты • График зависимости радиуса апертуры от толщины диафрагмы при минимальном значении модуля групповой скорости, максимально приближенном к 0.

12. Полученные результаты • График максимального отклонения распределения фазы от линейного в зависимости от толщины диафрагмы структуры.

13. Сравнение с зарубежными аналогами Таблица ВЧ характеристики 2х зарубежных аналогов График сравнения зависимости максимального отклонения фазы Edот толщины диафрагмы

14. Заключение • Получен и отлажен аппарат для моделирования ОС • Вычислены ВЧ характеристики • Используя данную структуру с толщиной диафрагмы 5,4 mm и радиусом апертуры 19 mm, получено минимальное отклонение от линейности 1,47 deg • 2-5 раз меньшее искажение отклоняющего поля в сравнении с зарубежными аналогами