在各方面研究均朝奈米方向進步的今日,對高亮度光源的需求與日俱增。因此同
步輻射目前正在進行的高亮度電子注射器計畫,即是研究如何產生高亮度電子束,以
作為新型光源研究用,計畫內容以建造 2998MHz 光陰極電子槍為目標。為設計各部
分部件的位置,需要分析電子束在電子槍中的運動,與螺線管磁鐵的聚焦原理,並模
擬各種情況下電子束的品質變化,找出最佳化參數,以協助整個系統的設計,達到理
想的電子源品質。
本論文以理論分析電子束的運動,探討在電子槍裡的熱發射度、高頻發射度與空
間電荷發射度的變化;還有螺線管磁鐵對電子束的影響,磁場如何使發射度品質提升 ;
以及不同分布電子束對發射度的影響,利用雷射塑形可產生不同分佈的電子束,藉此
進一步提高電子束品質。之後以射束模擬程式:PARMELA 模擬電子束的運動,模
擬各種不同的設置,找出合適的參數,以提升電子束品質。

參考資料
[1] CLAUDIO PELLEGRINI and JOACHIM STOHR, X-ray Free-Electron Lasers, 2002
[2] Kwang-Je KIM, RF AND SPACE-CHARGE EFFECTS IN LASER-DRIVEN RF ELECTRON
GUNS, 1988
[3] B.E. CARLSTEN, New Photoelectric injector design for the Los Alamos National Laboratory
XUV FEL Accelerator, 1989
[4] MARTIN REISER, Theory and Design of Charged Particle Beams, 66, 1994
[5] Arvind Kumar, K. K. Pant, and S. Krishnagopal, Design and beam dynamics simulations of S-
band photocathode rf gun, 2002
[6] Lloyd Young and James Billen, THE PARTICLE TRACKING CODE PARMELA, 2003
[7] D. T. PALMER, R.H. MILLER, H. WINICK, X. J. WANG, K. BATCHELOR, M. WOODLE
AND I. BEN-ZVI, Simulationsof BNL/SLAC/UCLA 1.6 Cell Compensated Photocathode RF Gun
Low Energy Beam Line, 1996
[8] M. Ferrario, J. E. Clendenin, D. T. Palmer, J. B. Rosenzweig, L. Serafini, HOMDYN Study for
the LCLS RF Photo-Injector, 1999