提出并研制成功了基于渡越时间效应、并开耦合孔锁定的长脉冲、重复频率运行的相对论扩展互作用腔振荡器(relativistic extended interaction cavity oscillator,REICO).将理论分析、数值模拟和实验研究紧密结合,分析了长脉冲REICO实验中模式竞争和脉冲缩短的根源,提出了开耦合孔的三间隙扩展互作用腔结构,有效抑制了长脉冲束流调制的模式竞争和脉冲缩短问题,使调制束流脉宽由60 ns提高到140 ns,调制电流幅度由2 kA提高到5 kA,通过优化REICO参数,使器件的辐射微波功率和效率有了明显提高.采用580 kV/4.8 kA/210 ns/20 Hz的电子束驱动S波段REICO,实现了峰值功率大于400 MW、频率2.89 GHz、脉宽大于160 ns、重复频率20 Hz的辐射微波稳定输出,功率效率27%,能量效率23%.同时,初步开展了注入微波锁定的REICO研究,也获得了功率大于400MW、脉宽大于100 ns的微波辐射.
脉冲缩短 高功率微波 重复频率运行 长脉冲