【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子元器件，更具体地，涉及一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法。
技术介绍
1、随着电子加速器领域技术不断发展，对电子束品质的要求不断提高。微波电子枪(rf gun，radio frequency electron gun)作为一种高效的电子源，产生的电子束团具有束团长度短、发射度低的优点，因此在基于电子加速器的装置如超快电子衍射(ultrafastelectron diffraction，ued)、超快电子成像(ultrafast electron imaging，uem)、自由电子激光(free electron laser，fel)等装置中得到了广泛应用。
2、目前电子加速器领域内的场致发射电流测量，通常借助法拉第杯、积分束流变压器或荧光屏等束流测量元件来实现。其中，通过使用法拉第杯、积分束流变压器的测量方法，可获取该元件场致发射电流的强度大小；而利用荧光屏进行的测量方法，则可获取该元件场致发射电子束团在测量位置处的位置分布。以上测量方法，能较直接地获得在测量位置处场致发射电流的强度与分布特性，反映的是场致发射电流的整体情况。但由于金属表面粗糙或被污染部分的位置并不确定，致使产生较强场致发射电流的位置具有随机性，不同发射位置的场致发射电流特性各异，因此不能将所有场致发射电流简单地归为一体进行分析。
3、综上，传统的测量方法主要用于定性判断场致发射电流是否严重，获取到的场致发射电流的信息有限，无法判断场致发射电流具体来源于微波电子枪内部哪个位置，从而难以对其进行深入研究，最终也
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其目的在于，解决现有技术无法准确获取场致发射电子在微波电子枪内的具体生成位姿的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，包括：
3、s1：测量场致发射电子在荧光屏上的目标实际位姿；所述目标实际位姿包括实际径向位置和实际旋转角度；所述场致发射电子在微波电子枪内部生成和出射，并经预设磁场路径聚焦投射到所述荧光屏上；
4、s2：建立在所述微波电子枪内生成场致发射电子的初始可能位姿与到达所述荧光屏时的目标参考位姿之间映射关系；所述初始可能位姿包括：初始径向位置和初始发射相位；所述目标参考位姿包括参考径向位置和参考旋转角度；
5、s3：利用所述场致发射电子的每个所述初始可能位姿和所述映射关系，得到每个所述场致发射电子到达所述荧光屏时的目标参考位姿；
6、s4：从多个所述初始可能位姿中选出其目标参考位姿与所述目标实际位姿差距最小对应的一个作为所述场致发射电子的生成位姿。
7、在其中一个实施例中，所述映射关系包括：第一子映射关系和第二子映射关系；
8、所述第一子映射关系表征实际径向位置r1与初始径向位置r0、初始发射相位之间的关系；
9、所述第二子映射关系表征实际旋转角度θl与初始径向位置r0、初始发射相位之间的关系。
10、在其中一个实施例中，所述第一子映射关系与传输矩阵m相关，m＝mlmsolmrf；
11、其中，ml表示所述场致发射电子从所述预设磁场出口到所述荧光屏之间的传输矩阵，msol表示所述场致发射电子在所述预设磁场路径上传输矩阵，mrf表示所述场致发射电子在微波电子枪中的传输矩阵。
12、在其中一个实施例中，所述映射关系为：所述微波电子枪生成的场致发射电子的初始可能位姿、所述预设磁场路径上的磁场强度与到达所述荧光屏对应的目标参考位姿之间映射关系。
13、在其中一个实施例中，所述映射关系包括：第三子映射关系和第四子映射关系；
14、所述第三子映射关系表征实际径向位置r1与初始径向位置r0、初始发射相位所述预设磁场路径上的磁场强度b之间的关系；
15、所述第四子映射关系表征实际旋转角度θl与初始径向位置r0、初始发射相位所述预设磁场路径上的磁场强度b之间的关系。
16、在其中一个实施例中，所述第三子映射关系与传输矩阵m相关，m＝mlmsolmrf；
17、其中，ml表示所述场致发射电子从所述预设磁场出口到所述荧光屏之间的传输矩阵，msol表示所述场致发射电子在所述预设磁场路径上传输矩阵，mrf表示所述场致发射电子在微波电子枪中的传输矩阵。
18、在其中一个实施例中，所述s2包括：基于计算机语言的粒子追踪模拟程序获取所述场致发射电子的初始可能位姿与所述目标参考位姿之间映射关系。
19、按照本专利技术的另一方面，提供了一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取装置，包括：
20、测量模块，用于测量场致发射电子在荧光屏上的目标实际位姿；所述目标实际位姿包括实际径向位置和实际旋转角度；所述场致发射电子在微波电子枪内部生成和出射，并经预设磁场路径聚焦投射到所述荧光屏上；
21、建立模块，用于建立在所述微波电子枪内生成场致发射电子的初始可能位姿与到达所述荧光屏时的目标参考位姿之间映射关系；所述初始可能位姿包括：初始径向位置和初始发射相位；所述目标参考位姿包括参考径向位置和参考旋转角度；
22、计算模块，用于利用所述场致发射电子的每个所述初始可能位姿和所述映射关系，得到每个所述场致发射电子到达所述荧光屏时的目标参考位姿；
23、确定模块，用于从多个所述初始可能位姿中选出其目标参考位姿与所述目标实际位姿差距最小对应的一个作为所述场致发射电子的生成位姿。
24、按照本专利技术的另一方面，提供了一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取系统，包括：微波电子枪、螺线管、荧光屏、存储器和处理器；
25、所述微波电子枪，用于生成场致发射电子并经枪口出射；
26、所述螺线管，当其内部线圈通电时生成的预设磁场路径在所述微波电子枪的出口处，所述预设磁场路径用于以预设聚焦强度聚焦投射所述场致发射电子；
27、所述荧光屏，与所述预设磁场路径之间存在预设间距的漂移段，所述预设磁场路径聚焦投射的所述场致发射电子经所述漂移段到达所述荧光屏上；
28、所述存储器存储有计算机程序；
29、所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的定位方法的步骤。
30、按照本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的定位方法的步骤。
31、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
32、(1)本专利技术提供一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，通过建立在所述微波电子枪内生成场致发射电子的初始可能位姿与到达所述荧光屏时的目标参考位姿之间映射关系；利用所述场致发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述映射关系包括：第一子映射关系和第二子映射关系；
3.如权利要求2所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述第一子映射关系与传输矩阵M相关，M＝MLMsolMrf；
4.如权利要求1所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述映射关系为：所述微波电子枪生成的场致发射电子的初始可能位姿、所述预设磁场路径上的磁场强度与到达所述荧光屏对应的目标参考位姿之间映射关系。
5.如权利要求4所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述映射关系包括：第三子映射关系和第四子映射关系；
6.如权利要求5所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述第三子映射关系与传输矩阵M相关，M＝MLMsolMrf；
7.如权利要求1所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述S2包括
8.一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取装置，其特征在于，包括：
9.一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取系统，其特征在于，包括：微波电子枪、螺线管、荧光屏、存储器和处理器；
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的定位方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述映射关系包括：第一子映射关系和第二子映射关系；
3.如权利要求2所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述第一子映射关系与传输矩阵m相关，m＝mlmsolmrf；
4.如权利要求1所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述映射关系为：所述微波电子枪生成的场致发射电子的初始可能位姿、所述预设磁场路径上的磁场强度与到达所述荧光屏对应的目标参考位姿之间映射关系。
5.如权利要求4所述的微波电子枪中场致发射电子生成位姿的获取方法，其特征在于，所述映射关系包括：第三子映射关系和第四子映...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊宽军，余烁淳，刘铮铮，李小飞，王健，胡琛，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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