THz Driven Electron Gun

太赫兹驱动电子枪

基本信息

  • 批准号:
    1734015
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-01 至 2020-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The goal of this research project is to develop a miniature source of energetic electrons, an electron gun, for producing high quality, high energy electron beams. High energy electron beams have found widespread use by biologists, chemists and physicists investigating ultra-fast science through x-ray and electron diffraction; physicians performing medical imaging and radiation therapy; scientists exploring high energy physics; and for cargo screening at ports of entry across the country. These electron beams are generated in particle accelerators which manipulate the energy, density and timing of charged particles. The first building block of a particle accelerator is the electron gun, where electrons are emitted into a vacuum and interact with intense electric fields to be accelerated. The performance of the electron gun is critical because it sets the fundamental limits on the ability to control electron beams.This research aims to develop an ultra-compact, high-gradient electron gun operating in the Terahertz (THz) frequency range which demonstrates GeV/m accelerating gradients with unprecedented brightness and temporal control of the electron beam. An electron gun only a few millimeters in size but capable of producing MeV electrons will be designed, built and tested at high power. The group will explore the physics of electron field-emission and photo-emission in GV/m THz fields, THz gun electron beam dynamics, non-relativistic accelerating structures and electron beam generation on femtosecond timescales. This resulting increase in performance, compactness and efficiency will open new frontiers in accelerator science and its many applications.
本研究计画的目标是发展一种微型高能电子源,即电子枪,以产生高品质、高能量的电子束。 高能电子束已被生物学家、化学家和物理学家广泛使用,他们通过X射线和电子衍射研究超快科学;医生进行医学成像和放射治疗;科学家探索高能物理;以及在全国各地的入境口岸进行货物筛查。这些电子束在粒子加速器中产生,粒子加速器操纵带电粒子的能量、密度和定时。粒子加速器的第一个组成部分是电子枪,电子被发射到真空中并与强电场相互作用以加速。电子枪的性能是至关重要的,因为它设置了控制电子束的能力的基本限制。本研究的目的是开发一种超紧凑,高梯度的电子枪在太赫兹(THz)频率范围内工作,展示了GeV/m的加速梯度与前所未有的亮度和时间控制的电子束。一个只有几毫米大小,但能够产生兆电子伏电子的电子枪将被设计,建造和高功率测试。该小组将探索GV/m THz场中的电子场发射和光发射的物理学,THz枪电子束动力学,非相对论加速结构和飞秒时间尺度上的电子束产生。由此带来的性能、紧凑性和效率的提高将为加速器科学及其许多应用开辟新的前沿。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Design of a high gradient THz-driven electron gun
高梯度太赫兹驱动电子枪的设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lewis, S.M.
  • 通讯作者:
    Lewis, S.M.
High-Gradient Test Results of W-Band Accelerator Structures
W波段加速器结构的高梯度测试结果
  • DOI:
    10.1109/irmmw-thz.2019.8874329
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Othman, M.;Nanni, E.
  • 通讯作者:
    Nanni, E.
INITIAL RESULTS OF HIGH-GRADIENT BREAKDOWN TESTS FOR W-BAND ACCELERATING STRUCTURES
W 波段加速结构高梯度击穿测试的初步结果
  • DOI:
    10.18429/jacow-ipac2019-thpgw080
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Othman, M
  • 通讯作者:
    Othman, M
Experimental demonstration of externally driven millimeter-wave particle accelerator structure
  • DOI:
    10.1063/5.0011397
  • 发表时间:
    2020-08-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Othman, Mohamed A. K.;Picard, Julian;Nanni, Emilio A.
  • 通讯作者:
    Nanni, Emilio A.
Nanosecond rf-Power Switch for Gyrotron-Driven Millimeter-Wave Accelerators
用于回旋管驱动毫米波加速器的纳秒射频功率开关
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.11.034052
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Kutsaev, S.V.;Jacobson, B.;Smirnov, A.Yu.;Campese, T.;Dolgashev, V.A.;Goncharik, V.;Harrison, M.;Murokh, A.;Nanni, E.;Picard, J.
  • 通讯作者:
    Picard, J.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sami Tantawi其他文献

High-gain X-ray free electron laser by beat-wave terahertz undulator
拍波太赫兹波荡器的高增益 X 射线自由电子激光器
  • DOI:
    10.1063/1.4846858
  • 发表时间:
    2013-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Chao Chang,;DongWei Hei;Sami Tantawi;Claudio Pellegrin
  • 通讯作者:
    Claudio Pellegrin
Improving Cathode Testing with a High-Gradient Cryogenic Normal Conducting RF Photogun
使用高梯度低温常导射频光电枪改进阴极测试
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G. Lawler;Fabio Bosco;Martina Carillo;Atsushi Fukasawa;Zenghai Li;N. Majernik;Yusuke Sakai;Sami Tantawi;Oliver Williams;M. Yadav;James Rosenzweig
  • 通讯作者:
    James Rosenzweig

Sami Tantawi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Sami Tantawi', 18)}}的其他基金

The Development of an Ultra-Short-Wavelength RF Undulator
超短波长射频波荡器的研制
  • 批准号:
    1415437
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

Data-driven Recommendation System Construction of an Online Medical Platform Based on the Fusion of Information
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国青年学者研究基金项目

相似海外基金

Quantum Chemical Methods for Studying Photon and Electron Driven Processes
研究光子和电子驱动过程的量子化学方法
  • 批准号:
    2303111
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Fundamental Study on Electron-Driven Catalytic Reaction and Carbon Recycling
电子驱动催化反应与碳回收基础研究
  • 批准号:
    22KJ1297
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Developing a data-driven, real-time electron microscopy method toward interpreting plastic deformation and fracture mechanisms of structural materials in sub-microscopic level.
开发一种数据驱动的实时电子显微镜方法,以解释亚微观水平结构材料的塑性变形和断裂机制。
  • 批准号:
    23H00238
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Cryogenics systems for the development of a THz-driven electron injector and linac
用于开发太赫兹驱动电子注射器和直线加速器的低温系统
  • 批准号:
    ST/X005054/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Research Grant
Photon- and Electron-Driven Atomic Collision Processes: General Theory and Accurate Numerical Calculations
光子和电子驱动的原子碰撞过程:一般理论和精确的数值计算
  • 批准号:
    2110023
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Shining Light on Metalloprotein Mechanism: Single Protein Crystal Catalytic Studies Driven by 'Caged' Electron Sources
揭示金属蛋白机制:“笼式”电子源驱动的单蛋白晶体催化研究
  • 批准号:
    EP/V048988/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Research Grant
SBIR TOPIC 415: Design and Construction of a Novel Electron Brachytherapy Source Driven by a Laser Plasma Accelerator
SBIR 主题 415:由激光等离子体加速器驱动的新型电子近距离治疗源的设计和构造
  • 批准号:
    10496713
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
Integrated data-driven analysis of materials properties by nano-electron probe scanning real/reciprocal space
通过纳米电子探针扫描实/倒易空间对材料特性进行集成数据驱动分析
  • 批准号:
    21H04616
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Development of direct hydrogen atom transfer (HAT) catalyst driven by photoinduced intramolecular single-electron transfer
光诱导分子内单电子转移驱动的直接氢原子转移(HAT)催化剂的开发
  • 批准号:
    21K14625
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Collaborative Research: Theoretical Description of Electron-driven Chemical Processes and Related Reactions
合作研究:电子驱动化学过程及相关反应的理论描述
  • 批准号:
    2102188
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26.98万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了