SBIR Phase I: Microfabrication of Planar Accelerating Structures for High-Frequency Electron Linear Accelerators
SBIR 第一阶段:高频电子线性加速器平面加速结构的微加工
基本信息
- 批准号:9661539
- 负责人:
- 金额:$ 7.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:1997
- 资助国家:美国
- 起止时间:1997-01-01 至 1997-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
9661539 Yu This Small Business Innovation Research Phase I project will develop a planar structure for acceleration of a flat electron beam in a high-frequency, linear electron accelerator. The structure, different from the conventional cylindrically symmetric disk loaded structure, can be mass produced with modern microfabrication techniques using deep etch x-ray lithography. Phase I research will focus on the physics issues and fabrication techniques of the planar accelerating structure (PAS), and the feasibility of their application to future linear colliders and compact commercial linear accelerators operating at high frequencies. The PAS can be designed with a nearly constant axial electric field in the central region of the cavity through which the beam passes. Such a structure would reduce wakefields, and accommodate a high-current beam while maintaining a low current density. The PAS can also be used to accelerate electrons emitted by an asymmetric photoinjection gun, possibly eliminating the need of an expensive damping ring to control emittances. Asymmetric RF quadrupole beam focusing in a PAS-based linac is also possible. Precision microfabrication techniques are especially suitable for repeatable production of small, high-aspect ratio structures with tight tolerances. These techniques would replace tedious machining and brazing manufacturing processes for very small and intricate structures, and substantially reduce the manufacturing cost. If the research is successful, the resulting asymmetric planar accelerating structure (PAS) would be a revolutionary design applicable to a new generation of commercial linear accelerators and linear colliders. Microfabrication of PAS using lithography techniques will save production cost and increase precision in manufacturing tolerances. Microfabricated, PAS-based linacs can be used as compact medical and industrial accelerators. They can also be used as compact injectors to microfabricate free electron lasers to produce coherent, tunable radiations.
9661539 Yu这个小企业创新研究第一阶段项目将开发一种平面结构,用于在高频线性电子加速器中加速扁平电子束。 该结构,不同于传统的圆柱对称盘加载结构,可以大量生产与现代微加工技术,使用深蚀刻X射线光刻。 第一阶段的研究将集中在平面加速结构(PAS)的物理问题和制造技术,以及它们应用于未来的直线对撞机和紧凑的商业直线加速器在高频下运行的可行性。 PAS可以被设计成在光束穿过的腔的中心区域中具有几乎恒定的轴向电场。 这种结构将减少尾流场,并在保持低电流密度的同时容纳高电流束。 PAS还可以用于加速由非对称光注入枪发射的电子,从而可能消除对昂贵的阻尼环的需要以控制发射度。 基于PAS的直线加速器中的非对称RF四极杆束聚焦也是可能的。 精密微加工技术特别适合于可重复生产具有严格公差的小的高纵横比结构。 对于非常小和复杂的结构,这些技术将取代繁琐的机械加工和钎焊制造工艺,并大大降低制造成本。 如果研究成功,所产生的非对称平面加速结构(PAS)将是适用于新一代商业直线加速器和直线对撞机的革命性设计。 使用光刻技术的PAS的微制造将节省生产成本并增加制造公差的精度。 微型PAS直线加速器可用作紧凑型医疗和工业加速器。 它们也可以用作紧凑的注入器,用于微制造自由电子激光器,以产生相干的、可调谐的辐射。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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