共线声光效应中模式转换效率的理论分析

利用多层结构声表面波的精确模型对决定衍射光栅常数的声表面波传播特性进行了研究,其衍射光栅可使波导中导模向漏模转换,这一现象可用耦合模理论解释。模式转换效率可化作声波频率、声光作用长度、波导厚度和声波功率密度的函数,并利用数值计算得出结果。     

弯曲圆波导中模式耦合的研究

讨论了波纹圆波导中的模式与光滑圆波导中模式之间的关系,从波纹弯曲圆波导中模式间耦合系数的表达式,导出了光滑弯曲圆波导中所有可能产生耦合的同向与反向传播模式间耦合系数的显式。     

超导圆柱形波导的迈斯纳模式

本文采用超导体电磁理论和迈斯纳模式导出了超导圆柱形波导横电波的传输模式和表面超导电流分布。在超导波导中 ,传统的金属波导的边界条件已不再适用 ,必需利用迈斯纳模式加以修正。新的边界条件导致了这种波导中电磁模式的许多新的特性     

帽结构振荡器的电磁分析

帽结构振荡器是输出功率最大、转换效率最高、具有代表性的固态振荡器,但至今缺少较全面的电磁分析。本文以谐振腔激励和波导中电磁辐射理论为基础,首先通过0价近似研究,指出了波导内径向腔的激励和谐振模式控制的基本原理。尔后讨论了径向腔内TM_(11),TM_(21)和TM_(01)谐振模式在矩形波导内的电磁辐射特性。着重从微波电路考虑,给出了设计中应该遵守的原则,并附上相应的实验结果。     

矩形波导中截面微带探针的分析与优化方法

首先推导出波导探针输入阻抗的一般变分表达式。通过对介质加载波导的并矢格林函数求解，得到了矩形波导中截面探针输入阻抗的积分表达式。该表达式可直接作为分析微带探针或对探针进行优化的依据。利用之中的方法对Ｋａ频段的波导截面探针进行宽带优化设计，经实验验证，得到低插损、小驻波的波导——微带转换结构。     

内开槽螺纹波导冷腔色散特性模拟研究

根据螺纹波导中模式间的耦合方程组及冷腔色散方程进行了数值计算,分析了2个模式的相互耦合机理。基于圆柱形波导中线性极化TE11模式存在极化简并的特性,将线极化TE11脉冲作为1个探针,采用粒子模拟软件对该腔体进行了3维冷腔模拟;并将模拟结果与数值计算结果进行了比较,两者基本一致。通过计算机模拟得出了混合模式的电场等位线分布图,结合色散方程数值计算分析了内开槽螺纹几何特性变化对波导色散特性的影响规律。     

双对对称双脊波导的多模解

本文对双对对称双脊波导进行了系统的分析,根据对称性分区求解了 Helmholtz 方程.将TR 波分为四类模式,得出了每类模式在各区中解的形式,从物理上得出了这种波导中模式问题的清楚解释,由分界面上的匹配条件导出了矩阵方程.本文计算得出的基模及高次模的截止频率和场分布从物理意义上均能很好地吻合.     

脊波导回旋管的大信号分析

本文在建立脊波导大回旋半径回旋管模型的基础上,对此回旋管做了非线性理论计算和分析,给出了脊波导场和QP_W公式的表达式。对于脊波导TE_(101)、TE_(301)模式电子回旋基波和回旋三次谐波工作的三种回旋管情形做了详细的计算。结果指出,TE_(301)回旋三次谐波工作的回旋管有51％的高效率。     

3mm球形铁氧体Y结波导环行器

研制了３ｍｍ球形铁氧体波导环行器。推导了磁化铁氧体球的张量磁导率表示。在得出环行器工作模式及工作频率的基础上，给出了该类波导环行器外部性能的数值求解。环行器性能良好，理论分析值与实验测试结果基本吻合。     

电子回旋脈塞不稳定性的自洽非綫性理論

本文对电子回旋脉塞不稳定性的自洽非线性理论进行了研究。所用模型是在圆柱波导内沿轴向均匀磁場旋转并漂移的相对论电子注。由于相对论效应在波导中激起横电模式,我们在轴向波数和轴向电子速度为零的坐标系中导出了非线性耦合方程。从理论上描述了单一受激波的場幅值和频率偏移的非线性变化。联立求解考虑相对论效应的运动方程和非齐次波动方程,从而描述了电子与波的自洽特性。波的饱和有两种饱和机理,即自由能耗尽和相位捕获。两种饱和机理的逐漸过渡导致能量转換效率与电子注能量的关系曲线有一个峰值。数值计算结果表明,电子到波的能量转换效率在电子注坐标系中可以超过60%。     

H_(01)~○—H_(10)~□高功率定向耦合器的改进设计

提出了一种从圆波导 TE_(01)模到矩形波导 TE_(10)模的定向耦合器的设计方法。利用这种方法设计的用于高功率回旋速调管的-50dB 定向耦合器表明,改变矩形波导尺寸可以提高对圆波导 TE_(11)模的抑制度,而调整最后两个耦合孔的距离则可以优化方向性。     

渐变结构复合腔研究

用模式耦合理论导出了渐变复合腔中高频驻波场幅值纵向分布的普适方程，并首次考虑了ＴＭ型寄生模式的影响。对工作模式对ＴＥ（６１）／ＴＥ（６２）的８ｍｍ渐变复合腔在不同尺寸下进行了多种计算，并与忽略ＴＭ寄生模的计算结果加以比较。     

3mm低电压回旋管设计与模拟

设计了一种3mm低电压二次谐波渐变结构复合腔回旋管,采用二次回旋谐波工作可以在获得高效率的同时,降低工作磁场到基波工作所要求磁场的1/2,使磁场系统简单紧凑。选择工作电压为25kV,可以降低回旋管对绝缘的要求和供电系统的体积及重量;采用渐变结构复合腔控制模式竞争和提高效率;工作模式为低损耗的TE02/TE03模式,有利于连续波工作。通过对回旋管中谐振腔结构、模式竞争以及注—波互作用的研究,分析了高频结构特性、寄生模式的抑制和工作参数优化等问题,给出了模拟设计结果。     

A6相对论磁控管谐振系统研究

编制了一种数值计算程序，计算了同轴异型波导的截止频率与场分布，此方法较等效电路法更适用，与场匹配法的计算结果相吻合，但仅需假定系统中是ＴＥ模就可求得所有参数，计算出场分布并反映出简并情况。制作模型进行了冷测，二者符合良好。计算了阴极尺寸对谐振频率的影响。     

同轴波导FEL放大器的非线性分析

以同轴波导、同轴混合磁铁摇摆器为模型,导出了自洽的注波三维非线性方程组,在考虑了电子初始速度零散效应、空间电荷波效应的影响及电子注在互作用区入口处的绝热压缩过程的基础上,编制了相应的计算软件。同时,通过数值分析的方法研究了自由电子激光器的饱和效率、频带宽度等高频特性和变参数摇摆器结构对延缓饱和、提高效率的作用。     

FEM放大器非线性特性研究

以圆柱波导、平板摇摆器为模型，导出了自洽的注波互作用三维非线性方程组。并考虑了电子初始速度零散的影响，在此基础上编制了相应的计算软件。通过数值分析的方法研究了自由电子激光器（ＦＥＭ）的饱和效率、频带宽度等高频特性和摇摆器锥化设计对延缓饱和、提高效率的作用。     

聚合物波导折射率渐变型Spot-size converter设计

围绕光致折射率变化聚甲基苯基硅烷高分子光波导，设计了新型的折射率渐变型Spot-size converter，可有效改善光纤与光波导的端面耦合效率．BPM仿真计算显示，耦合效率由78％提高到91％，为器件制备提供了理论依据．     

圆柱周期二维折皱波导的散射理论

以边界扰动源法对普遍的周期二维任意折皱圆柱波导对电磁导波的散射进行了理论研究。导出了关于ＴＥ波和ＴＭ波的完整的散射电磁场和Ｅｆａｇｇ散射条件的普遍在达式，并以任意一雏Ｚ向析皱作为例子，求得了其具体结果。所采用的边界扰动源法，在折皱为非渐变情况下，例如矩形拆皱，比耦合模理论更为优越。所得结果可以用来分析反射器、模式变换器以及光栅和选择性谐振腔等。