毫米波准光腔回旋管研究取得重大突破

我院高能电子学研究所承担的中国科学院科学基金课题——短毫米波和亚毫米波新型电子回旋脉塞的研究(基础性探索课题)已胜利完成。 该课题组自行设计的新型准光腔回旋管已于1985年底研制成功。此管采用的斜旋转轴对称准光开放式谐振腔具有损耗小、Q值高、体积大(功率容量大)、输出结构简单、并能采     

准光学开放腔Q值的动态測試

本文介绍准光学开放腔Q值的一种动态測试方法。特点是方法简便易行、测量Q值的范围宽、精确度较高。文中对其测试原理做了详细分析,对其测试步驟做了具体描述,并给出了测量误差的估算。     

S-PFEL用三镜准光腔系统的研究

介绍了史密斯──帕塞尔效应慢波自由电子激光（S－PFEL）用三镜准光学谐振腔系统;利用光学谐振腔衍射理论,采用面对称近似又坐标旋转的方法建立模型,对胜场特性进行分析,给出工作方程,完成数值模拟,并在毫米波段进行冷测实验。分析及实验结果表明,给出的方法可用来有效、快捷的分析和设计面对称三镜准光学谐振腔系统。设计的模型已成功用于S－PFEL实验。     

新型多反射镜准光学谐振腔的理论和实验研究

本文提出并分析了一种新型多反射镜准光学谐振腔。该类谐振腔消除了模式浓缩现象,所以能有效地工作在毫米波和亚毫米波频段。此外它还具有品质因数高,频率连续可调等特点,并具有适合于大功率准光回旋脉塞的几何结构。 文中采用一种场论和几何光学相结合的办法求得了谐振腔场的解析解,并进行了实验验证。实验结果和理论预期满意地吻合。     

新型短焦距准光腔固态Orotron的研究

给出了一种采用新型短焦距准光学开放式谐振腔和透明式平面谐振光栅阵列的多管固态功率合成器—固态Orotron的设计原则和方法。在X波段上进行了结构设计和实验研究。用四只标称功率155～165mW的Gunn二极管,在8.22 GHz的频率上获得了开机功率大于1W,稳定输出功率850mW的连续波合成输出功率。此结果为进一步研制毫米波固态Orotron打下了坚实的基础。     

双调谐回路负阻放大器的最大平坦特性

在微波放大器的谐振腔中引入双调谐腔回路是实现宽带微波及毫米波负阻放大器的有效方法。在推导出了该电路的稳态工作方程之后,着重讨论了实现最大平坦增益特性的条件,指出两谐振腔负载Q值的比值是实现最大平坦增益的决定因素,导出了获得最大平坦增益时,电路参数的解析表达式,从而为最大平坦增益设计提供了理论依据,研究的理论得到了以往文献中实验结果的验证。     

橫向注入准光诸振腔电子回旋脈塞的动力学理论

本文研究一种横向注入准光谐振腔电子回旋脉塞,这种电子回旋脉塞可望在短毫米波及亚毫米波取得重要结果。文中从线性伏拉索夫方程出发,建立了横向注入准光腔电子回旋脉塞的动力学理论,导出了电子与波的互作用功率,求得了起振功率及起振电流等表示式。     

多反射镜准光腔回旋脉塞

本文提出一种毫米波、亚毫米波电子回旋谐振脉塞的新方案,并进行了非线性理论的分析。这种方案采用了特殊结构的多反射镜准光学谐振腔及大直径环形电子注。前者使它能有效地工作在直到亚毫米波段,后者能提供强大的输出功率。此外谐振腔优异的模式分割能力有利于提高模式纯度并保证稳定的工作。数值分析结果表明该方案效率高。对电子注要求也不苛刻。因而便于实现。     

諧振腔扰动法在测量等离子体参量中的应用

在一个弱电离氩等离子体中,利用微波谐振腔扰动法,对电子等离子体频率、电子密度及总的电子碰撞频率进行了实验测量。 微波辐射与等离子体之间的相互作用,可以用来测定等离子体特性。在谐振腔扰动法中,测量等离子体插入腔体之前,以及插入后谐振腔谐振频率和Q值的偏差,即可得到上述参量。谐振腔采用TM_(010)模式,无论对均匀等离子体,或对加一个纵向直流磁场的非均匀磁等离子体,均容易进行这些实验。最后,本文给出了计算f_(De)和n_e的经验公式。     

对称共焦腔本征模的一个广义解

对称共焦腔是最先被建议作为激光谐振腔的构型之一,对这种腔的理论研究已经进行得足够详尽了。本文用q参数法证明:任意高斯光束均为共焦腔的自再现意义下的本征模。这一结论导致对这种广泛使用的光学谐振腔模式特征的更深入的理解。     

毫米波平面回音壁模介质谐振器的实验研究

报道了一种适合于工作在毫米波段的新型平面回音壁摸介质谐振器的实验研究，实验工作在Ｋａ波段进行。测试结果包括谐振频率和有载Ｑ值。同时还讨论了平面回音壁模介质谐振器在毫米波电路中的应用，研制了一个由该谐振器构成的Ｋａ波段微带型定向滤波器。实验结果表明：平面回音壁模介质谐振器在毫米波段具有尺寸大，Ｑ值高，谐振频谱纯和易于实现集成电路等优点。     

小型氢脈泽谐振腔的研究

本文讨论氫脉泽谐振腔的小型化问題。分析了金属加载谐振腔的特性。给出了计算谐振频率和Q值的公式。计算和实验结果基本吻合。     

短柱耦合结构固体源

本文提出一种新型偏置结构的毫米波固体源—短柱耦合结构.该结构的特点是便于调试,适应于参般离散性较大的负阻器件.运用谐振腔理论解释了该结构同通常的拉耦合结构相比具有较好的克服横向同轴谐振干扰能力.在 ka 波段对机调和电调源的实际调试获取较宽的调谐特性.     

Q波段宽带四倍频放大组件研究

Q波段(33~50GHz)比Ka波段(26.5~40GHz)频率更高,对这一波段国内研究较少。该文设计了一种Q波段宽带四倍频放大组件,该组件包含两级二倍频器、两级之间的带通滤波器和一级毫米波功率放大器,最后通过微带到波导过渡输出。设计宽带带通滤波器的目的是为了抑制基波和三次谐波。测试结果表明,在33~50GHz的输出频率范围内,输出功率大于10.5dB,谐波抑制大于31.6dBc。该倍频放大组件具有输出频带宽、体积小、输出功率高以及谐波抑制度高的特点。     

緩变截面矩形波导开放式谐振腔

本文给出了求解缓变截面波导型开放式谐振腔的解析解,对缓变截面矩形疲导开放式谐振腔作了计算,求出了谐振频率,绕射Q值和场分布函数,所得结果与实验吻合。     

F-P腔He-Ne激光的纵模分析

波模有纵模和横模之分,二者都是激光理论和激光器设计中所涉及的重要概念。一般光学教材对此只作简要介绍,读者往往难以理解透彻。激光器中最基本的谐振腔是平行平面腔,即法布里—珀罗谐振腔(简称F—P谐振腔)。在F—P谐振腔中形成稳定的光谐振时,腔内的光波是均匀平面波,横截面内的场分布是均匀的,横模单一,无须讨论。但纵向的场分布却不是一个简单问题。笔者在此以F—P腔He—Ne激光为例,对纵模概念、多纵模振荡和纵模的选择作一些分析讨论。     

旋转柱形三反射镜准光开放式谐振腔场分布的理论研究

本文对一种新型的准光开放式谐振腔——旋转柱形三反射镜开放式谐振腔中的场分布作了详细的理论分析,给出了开放腔中场分布的解析表达式。特别是经过适当的处理后,导得了圆柱壁附近场沿轴向变化的简明表达式。最后还给出了具有实际意义的ψ_(oq)模场在圆柱壁附近沿轴向分布的最简表达式。     

光频谐振腔准几何理论的另一种描述方法

根据谐振腔往返一周变换矩阵元素与参考平面位置的函数关系,提出了用几何成像条件分析光频谐振腔的准几何理论的另一种描述方法.     

准光学开放式谐振腔场斑半自动测试系统

本文提出了一种测绘准光开放式谐振腔场斑的半自动系统。其优点是使用仪器简单,测试迅速,方便可靠,重复性能好。更重要的是对信号源稳定度要求不高,且能给出场结构的细微变化,对识别开放腔中的基本模式极为方便。     

准光学技术与器件的产生及其特点

准光学技术与器件是真空电子学在毫米波与远红外领域里近十余年来出现的一个新的发展方向,并逐步形成的一门新的边缘学科。对于毫米波与远红外频谱的开拓具有重要意义。本文将从基本物理思想和技术的发展来讨论有关的几个问题。在论述中,除了系统综述现有文献上的一些观点外,笔者还提出了一些自己的看法,供有关专业从事教学、科研与生产的同志们参考。