光陰極直流電子銃から500keV-mA電子ビームの生成

Generation of a 500-keV electron beam with milliampere current from a photoemission DC gun

西森 信行; 永井 良治; 松葉 俊哉; 羽島 良一; 山本 将博*; 宮島 司*; 本田 洋介*; 内山 隆司*; 飯島 北斗*; 栗木 雅夫*; 桑原 真人*

Nishimori, Nobuyuki; Nagai, Ryoji; Matsuba, Shunya; Hajima, Ryoichi; Yamamoto, Masahiro*; Miyajima, Tsukasa*; Honda, Yosuke*; Uchiyama, Takashi*; Iijima, Hokuto*; Kuriki, Masao*; Kuwahara, Makoto*

次世代ERL放射光源の電子源に対する要求は、エミッタンス0.11mm-mrad電流10100mAの電子ビーム生成である。この低エミッタンスビーム生成には、空間電荷力抑制のため、電子銃の出射ビームエネルギー500keV以上が要求される。500kV光陰極DC電子銃が提案されて20年、運転電圧は放電問題のため350kVに留まってきた。われわれは、高電圧化を目標に掲げて電子銃開発に取り組んだ。まずガードリング付き分割型セラミック管を採用し、サポートロッドからの電界放出電子に起因する放電問題を解決した。次に、電子銃真空容器と陰極間の放電により、容器面上の残留微細粉塵が帯電し、陰極に付着した後に暗電流源となる現象が問題となった。これを解決するため、陰極-陽極のギャップ間隔を最適化し、特に真空容器表面の電界を下げる改造を行った。これにより電子ビーム生成条件下での550kV印加に初めて成功した。500keV電子ビーム生成試験を行った。波長530nmDCレーザー光をGaAs光陰極に照射し電子ビームを生成した。レーザー径0.1mm、パワー1.5W、GaAs量子効率0.28%で最大1.8mAのビーム生成に成功した。

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