三维射频加速腔程序包MAFIA的开发和应用

介绍了三维射频加速器计算机辅助设计(CAD)程序包MAFIA的特点、功能及其应用。用CAD的方法实现了射频加速器特别是非轴对称带耦合腔的加速器的三维腔形设计。同时介绍了节省内存、节约机时的模型方法,使得在中小型机器上运行大程序(八万条)成为可能。文章主要对L波段的加速腔进行了数值模拟,并和实验进行了比较,结果符合较好;通过三维数值模拟及图形模拟的方法比较了各种形状谐振腔的性能;计算分析了输入耦合腔及高阶模耦合器对加速腔电磁场分布等参量的影响;提出了加耦合器后谐振频率改变的补偿方法。     

Line Narrowing of a Tunable High Pressure CO2 Laser by Means of an Improved Non-Littrow Cavity

A model is reported to foresee ,for different mirror choices, the spectral properties of a high pressure, frequency tunable, CO₂ laser, operating with a non-Littrow grating mounting. The calculations show a larger frequency selectivity for not collimated plane cavities. The model is experimentally verified in a suitable high pressure laser. In particular narrowed linewidths less than 300MHz ( FWHM) are obtained.     

Efficiency Enhancement of Coaxial-Cavity Electron Cyclotron Resonance Maser by Tapering Guide Magnetic Field

A coaxial-cavity cyclotron resonance maser (CRM) oscillator with tapered guide magnetic field is proposed. It is shown that the transmission quality can be improved by tapering the guide magnetic field. Simulation indicates that the efficiency of a millimeter-wave gyrotron oscillator may be reached up to 38.7% by optimizing the tapered magnetic field.     

微腔激光器的发展与应用

本文探讨了微腔激光器的分类、基本原理及特点，并简单介绍了目前几种微型激光器的发展及应用。     

含腔电大尺寸导体目标电磁散射的一体化数值模拟

应用等效原理，通过引入口面上等效磁流将含腔导电目标电磁散射简化为腔内、外两个等效 问题. 腔内问题分段求解并应用级联法获得口面等效导纳矩阵；腔内外的耦合关系应用近似 边界元方法描述并由此获得口面等效磁流；最后，这一具有混合源的腔体内外一体化散射问 题则应用所提出的广义混合场积分方程方法建立电磁模型，并用多层快速多极子方法实现高 效数值求解. 实例计算结果与测试结果具有很好的一致性. 关键词： 含腔目标 电磁散射 混合场积分方程 数值分析     

LD端抽运平直腔Nd:YVO4固态激光器的输出功率特性研究

对LD端抽运平直腔Nd:YVO₄固态激光器输出功率特性受激光器内在诸因素(热透镜效应、腔长、激活孔径等)的制约关系进行了研究.并用传播圆-变换圆图解分析方法给出了合理的解释，同时，对进一步提高其输出功率特性指出了方向. 关键词： 固体激光器 热透镜 变换圆 平直腔     

70 GHz二次谐波倍频回旋速调管研究

 对70 GHz二次谐波倍频回旋速调管高频结构和电子与波互作用进行了研究。研究了TE02模腔体绕射品质因数及模式转化，解决了二次谐波倍频回旋速调管漂移段不能截止70 GHz的TE01模而引起的腔体间高频串扰的问题。分析了注电流、输入功率、电子横纵速度比和电子注引导中心半径等参数对输出功率、增益和效率的影响。针对二次谐波回旋速调管放大器工作频带窄、效率低，进行了高频结构优化设计，显著地展宽了工作频带，提高了互作用效率。在理论分析和高频计算的基础上，建立了注-波互作用PIC（粒子模拟）模型，进行了粒子模拟计算和优化，得到了70 GHz 的二次谐波倍频四腔回旋速调管放大器设计方案。粒子模拟结果表明：在工作电压70 kV，注电流13 A，电子注横向速度与纵向速度比为1.5时，中心频率69.81 GHz输出功率256 kW，带宽160 MHz，电子效率28%，饱和增益大于44 dB。     

一种新型TEA CO_2激光器的实验研究

设计了一种新型结构的激光器———双通道放电激励折叠腔TEA CO2激光器。该激光器通过提高脉冲能量输出水平来增加激光输出谱线数目和激光差分吸收雷达可探测的气体种类。它在增大激光器放电时间长度的同时保证了较小的激光器体积,更好地满足了激光差分吸收雷达光源体积小,重量轻,输出能量高的要求。得到激光器输出能量与气体工作气压的关系曲线,获得了激光器内工作气压与输出脉宽关系曲线,发现脉冲宽度大约在50~70ns之间变化,研究了气体压强对激光器输出脉冲峰值功率的影响。     

北京大学DC-SC光阴极注入器的升级设计

 基于直流电子枪-超导加速腔（DC-SC）光阴极注入器样机的初步实验结果，北京大学提出了新的注入器的改进设计。新注入器核心结构包括皮尔斯枪和3+1/2超导腔。文章给出了它们的详细结构参数，然后采用程序，对注入器的束流动力学进行了模拟。结果发现：新注入器可以提供具有高束流品质、高平均流强的电子束，束团的电荷量100 pC，横向发射度低于2 mm·mrad,脉宽5 ps,rms束斑可达0.5 mm，重复频率81.25 MHz；也可以提供电荷量为300 pC低重复频率的高峰值流强的电子束，其横向发射度小于3 mm·mrad,脉宽约为9 ps，以满足北京大学自由电子激光（PKU-FEL）实验平台的要求。     

Flat-top interleavers with chromatic dispersion compensator based on phase dispersive free space Mach-Zehnder interferometer

In this paper, novel interleavers using circular cavities (CC) in a Mach-Zehnder interferometer (MZI) has been presented and demonstrated for the first time, in which CCs act as phase dispersive mirrors which exhibit a periodic dependence on the frequency of light. Three implementation schemes have been proposed and investigated. Theoretical analysis shows the spectral characteristics of each scheme in a 50-GHz channel spacing application. Furthermore, the chromatic dispersion (CD) of each output comb can be flattened within passband by appending an additional CC. The result shows that the proposed designs with novel interferometer technique can simultaneously provide flat top passbands, high isolation stopband and low CD value as well.