8.3: A high aspect ratio, high current density sheet beam electron gun

Atkinson, John; Gajaria, Deepika; Grant, T.J.; Kimura, Takuji; Stockwell, B.; Field, Mark; Borwick, Robert; Brar, B.; Pasour, John

doi:10.1109/ivelec.2010.5503586

Cited by 18 publications

(7 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…2018.17.46574.17052 Компактные усилители средней мощности диапазона частот 0.2−0.3 THz могут быть реализованы на основе миниатюризированных приборов вакуумной СВЧ-электроники, таких как лампа бегущей волны (ЛБВ), клистрон бегущей волны. Во многих работах обсуждаются перспективы создания ЛБВ терагерцевого диапазона с ленточными или многолучевыми электронными потоками [1][2][3][4][5]. Одной из основных проблем при разработке вакуумных приборов терагерцевого диапазона является необходимость использования тонких электронных пучков с высокой плотностью тока ввиду уменьшения поперечных размеров пролетных каналов в замедляющей системе.…”

Section: поступило в редакцию 21 сентября 2017 г в окончательной редunclassified

“…ЭОС с компрессией электронного потока и магнитоэкранированным катодом позволяют получить достаточно большие плотности тока в пучке при меньшей токовой нагрузке на катод и с меньшим значением магнитного поля. Для ЛБВ с частотой 220 GHz в работе [3] приведены результаты моделирования высококомпрессионной ЭОС с плотностью тока 750 A/cm 2 ленточного пучка в пролетном канале сечением 0.77 × 0.15 mm и общим током 400 mA с применением постоянного магнитного поля. Линейная компрессия пучка составила 25 единиц.…”

Section: поступило в редакцию 21 сентября 2017 г в окончательной редunclassified

See 1 more Smart Citation

Моделирование Электронно-Оптических Систем Со Сходящимся Ленточным Пучком Для Лампы Бегущей Волны Терагерцевого Диапазона Частот

Burtsev¹,

Данилушкин²

2018

Письма В Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

A converging sheet electron beam with a cross section of 0.05 × 2 mm and current density of 200 A/cm^2, which is formed by an electron gun, is modeled using the synthesis and analysis methods at the condition of magnetic shielding of the cathode. The deformation in the cross section of the beam in the focusing magnetic field is analyzed based on a computer three-dimensional model of an electron optical system with a sheet electron beam. The current-voltage characteristic of an electron gun is studied experimentally in the pulse mode. A collector current of 200 mA is obtained with the beam thickness being 70 μm.

show abstract

Section: поступило в редакцию 21 сентября 2017 г в окончательной редunclassified

Моделирование Электронно-Оптических Систем Со Сходящимся Ленточным Пучком Для Лампы Бегущей Волны Терагерцевого Диапазона Частот

Burtsev¹,

Данилушкин²

2018

Письма В Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This paper describes the development, fabrication, and testing of a focusing magnet for DARPA's High Frequency Integrated Vacuum Electronics (HiFIVE) Terahertz power generation program [1]. The program goal is to implement a device suitable for Terahertz power generation, employing a state of the art, very high current density emitter to form a well-confined, high aspect ratio sheet beam having a current density of 750 A/cm 2 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The focusing magnet is required to provide confinement of the sheet beam within a .15 mm high beam tunnel over a gap length of 2.5 cm. More details for the beamstick design can be found in [1].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

P4-2: Permanent magnet for HiFIVE sheet beam transport

Stockwell

Atkinson

Gajaria

et al. 2010

2010 IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC)

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Fig. 1 illustrates the conceptual engineering drawing of the SBTWT system intended for pulsed operation in a proofof-concept test, employing an existing sheet-beam gun [13], [14] used in the initial beam formation and propagation tests, input and output couplers, a collector, windows, and focusing magnet stack [15]. In the assembly concept, an SBTWT circuit, separately fabricated either by MEMS processes or nano-computer numerical control machining [16], [17], will be embedded in the demountable vacuum tube envelope.…”

mentioning

confidence: 99%

System Design Analysis of a 0.22-THz Sheet-Beam Traveling-Wave Tube Amplifier

Shin

Baig

Barnett

et al. 2012

IEEE Trans. Electron Devices

113

View full text Add to dashboard Cite

The primary constituents of a 0.22-terahertz (THz) sheet-beam traveling-wave tube (TWT) amplifier, composed of a staggered double grating array waveguide, have been designed for broadband THz operation (∼30%) using the fundamental passband (TE-mode). Currently, we are looking into the possibility of a pulsed low-duty test of this device as a proof of principle (POP) and have been making efforts to construct the system. The optimally designed input coupler has ≤ 1 dB insertion loss at 0.22 THz with ∼75 GHz (34%) 1-dB matching bandwidths. A thin mica RF window provides a coupling bandwidth spanning multiple octaves. The collector is designed to have a jog for collecting the spent beam along the RF path coupled to the output RF window. Computer simulations show that the collector hybridized with a WR-4 window has ∼60 GHz matching bandwidth with ∼ −0.5 dB insertion loss at 0.22 THz. The hybrid periodic permanent-magnet design combined with the quadrupole magnet (PPM-QM), intended for low-duty pulse operation in a proof-of-concept experiment, allows the elliptical sheet beam from an existing gun (25 : 1 aspect ratio) to unoptimized gun to have 73% beam transmission. The POP pulsed test is designed to be matched to our existing system, which will thereby tolerate beam transmission. However, a proper gun for the sheet-beam tunnel of the designed circuit will provide much better transmission. In our prior works, we successfully proved at W-band that the magnet design provided > 99% beam transmission of a 10:1 aspect ratio sheet beam. Most of the TWT circuit components have been designed, and currently, a full simulation modeling effort is being conducted.

show abstract

8.3: A high aspect ratio, high current density sheet beam electron gun

Cited by 18 publications

References 6 publications

Моделирование Электронно-Оптических Систем Со Сходящимся Ленточным Пучком Для Лампы Бегущей Волны Терагерцевого Диапазона Частот

Моделирование Электронно-Оптических Систем Со Сходящимся Ленточным Пучком Для Лампы Бегущей Волны Терагерцевого Диапазона Частот

P4-2: Permanent magnet for HiFIVE sheet beam transport

System Design Analysis of a 0.22-THz Sheet-Beam Traveling-Wave Tube Amplifier

Contact Info

Product

Resources

About