2025年4月21-28日,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室韋業(yè)龍團(tuán)隊(duì)自主研制的C波段球形脈沖壓縮器順利完成了第一階段的高功率測(cè)試,達(dá)到了國(guó)內(nèi)C波段球形脈沖壓縮器的最高測(cè)試功率水平。
直線加速器中行波加速管的填充時(shí)間通常是幾百ns,而速調(diào)管產(chǎn)生的微波脈沖長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)μs,其中只有幾百ns用于加速電子,造成微波脈沖利用效率較低。脈沖壓縮器是一種高功率微波器件,能夠?qū)⑺僬{(diào)管產(chǎn)生的長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)μs的長(zhǎng)脈沖壓縮為幾百ns的短脈沖,同時(shí)獲得數(shù)倍的功率增益,因此也叫做能量倍增器。脈沖壓縮器可有效解決速調(diào)管輸出功率有限以及輸出脈沖利用效率低的問(wèn)題,大幅降低微波系統(tǒng)的造價(jià)成本。在諸多類型的脈沖壓縮器中,球形脈沖壓縮器因其結(jié)構(gòu)緊湊、表面場(chǎng)小、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外大型直線加速器中得到廣泛應(yīng)用。
C波段球形脈沖壓縮器是浙江產(chǎn)業(yè)光源(金華籌建)注入器預(yù)研項(xiàng)目的關(guān)鍵部件,通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)有效降低了表面場(chǎng)強(qiáng)(重點(diǎn)改善耦合口區(qū)域表面場(chǎng)分布),并創(chuàng)新性地采用耦合口與球形腔體分體式水冷系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方案,有效降低打火概率。
在第一階段高功率測(cè)試中,經(jīng)過(guò)測(cè)量標(biāo)定后,該脈沖壓縮器的輸入功率為8.7 MW,輸出峰值功率為53.9 MW,是國(guó)內(nèi)C波段球形脈沖壓縮器的最高測(cè)試功率水平,實(shí)現(xiàn)了6.2倍的峰值功率增益,達(dá)到了國(guó)際同類脈沖壓縮器的先進(jìn)水平。測(cè)試期間,脈沖壓縮器各項(xiàng)指標(biāo),包括真空、水路等均運(yùn)行穩(wěn)定,相關(guān)測(cè)試工作在中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部南方光源測(cè)試平臺(tái)上開(kāi)展。本階段研究成果為國(guó)內(nèi)外脈沖壓縮器技術(shù)領(lǐng)域提供了關(guān)鍵性技術(shù)儲(chǔ)備,目前該脈沖壓縮器第二階段的高功率測(cè)試正按計(jì)劃推進(jìn)。
?該項(xiàng)目得到了中國(guó)科學(xué)院百人計(jì)劃新率先行動(dòng)B類人才(KJ2310007003)、校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培育基金(WK2310000114)以及中國(guó)科學(xué)院國(guó)際杰出學(xué)者項(xiàng)目(2025PD0102)資助。

C波段球形脈沖壓縮器高功率測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

C波段球形脈沖壓縮器的第一階段高功率測(cè)試結(jié)果