針對磁絕緣線振蕩器(MILO)微波源負載,在高真空工藝的基礎(chǔ)上,研制了一種強流二極管陶瓷真空界面絕緣結(jié)構(gòu);通過對陰、陽極屏蔽、均壓等電極形狀和尺寸的優(yōu)化,使陶瓷沿面電場和陰、陽極三結(jié)合點場強均得到了有效控制。模擬結(jié)果顯示:陶瓷沿面電場分布均勻,陰、陽極三結(jié)合點場強小于30 kV/cm;同時,建立了微波源器件的瞬態(tài)抽氣模型,應(yīng)用分子流Monte-Carlo方法,模擬了脈沖放氣后微波源內(nèi)部真空壓強在不同時刻下的三維分布和演化規(guī)律;并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化了內(nèi)置氣體捕集泵的真空拓撲結(jié)構(gòu)。最后,在HEART-50脈沖功率源上開展了5 Hz實驗測試,陶瓷真空界面能耐受超過600 kV的脈沖電壓,沿面平均絕緣場強達到40 kV/cm,重頻運行可靠;微波源在脫離地面泵組后實現(xiàn)了重頻吉瓦級輸出,脈沖串間的真空恢復(fù)時間小于1 min,平衡壓強小于5×10-2 Pa,微波平均功率大于3 GW、脈寬大于40 ns。

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