Buchsbaum-Hasegawa Resonances in Cylindrical Geometry

The relative strength and linewidth are calculated for electrostatic mode absorption resonances in (A) a circular microwave cavity containing an axial, axially magnetized plasma column and oscillating in the TE011 mode and (B) a waveguide through the narrow faces of which an axially magnetized plasma column is inserted; in both bases the excitation frequency is taken to be just below the second electron cyclotron harmonic. This is done by solving Maxwell's equations in a warm, inhomogeneous, magnetized plasma in cylindrical coordinates to produce an eigenfrequency equation for the cavity and a transmission coefficient for the waveguide. Collisional and end effects are included. An experimental check of the validity of the cavity eigensolutions was carried out.     

空心束虚阴极激励微波的主模式的研究

把虚阴极振荡激励微波的过程看成是一个时空振荡电流元激励微波的过程,在薄电荷层近似下,求得空心束虚阴极激励微波的主模式关系,并讨论了束几何位形与微波输出功率之间的关系。我们所确定的主模式与实验和粒子模拟的结果相符。     

新型虚阴极振荡器的研究

 采用小信号理论，在考虑到透射、反射束电子不同作用下，分析了虚阴极振荡器产生微波的机制，获得了计算微波主频的方法，讨论了增强束波作用效率的方法，并提出一种新型结构的虚阴极振荡器。该振荡器的阳极后放置了一个谐振腔，谐振腔长度很小，虚阴极不能在其中形成，谐振腔受到反射电子束激励并建立强场，场对入射电子进行调制，同时采用同轴结构引出微波。利用2.5D PIC 程序对新型的结构进行了数值模拟，验证了理论分析的正确性。在入射电子束电子能量为520keV和电子束流12.5kA的条件下，获得微波平均功率为1GW，频率为3.66GHz，平均束波转换效率为15.3%。     

基于VLES模型的振动圆柱数值模拟

本文将一种VLES(Very Large Eddy Simulation)模型引入到动网格数值计算中,并验证了VLES模型用于模拟类似振动圆柱绕流的动边界问题的有效性.数值求解了不同振幅和频率下非稳态振动圆柱绕流问题.研究表明:随着振幅和激励频率的增加,绕圆柱流动涡脱离形式从2S模式转换到2P0模式,再到P+S模式.在...     

The mechanical excitation of an acoustic resonance in a constant volume cavity

A standing half wave was excited in the column of ambient air within a long cylindrical tube, closed at both ends, by a longitudinal oscillation of the tube at the fundamental resonance frequency. For low amplitudes of oscillation the resonant behavior was adequately described by using linear acoustic theory. At high amplitudes shock waves appeared and the preliminary results generally agree with results for stationary tubes excited with a piston.This excitation apparatus is easy to build and operate. The constant volume cavity feature permits an accurate means of studying the non-linear shock wave behavior in various fluids at different pressures in the tube.     

Cylindrical microcavity laser based on the evanescent-wave-coupled gain

A microcavity laser based on the gain only in the evanescent field region of whispering gallery modes has been demonstrated. A cylindrical microcavity of 125 microm diam was surrounded by rhodamine 6G dye molecules in an ethanol solution of lower refractive index such that whispering gallery modes of the microcavity underwent laser oscillation when the dye molecules in the evanescent field region outside the cavity were excited by a second harmonic of a Nd:YAG laser. For particular pumping spots, single-mode laser oscillation of a transverse magnetic mode was observed at about 600 nm with associated cavity Q of 3x10(7).     

超导弱连接中的Josephson电流在一个磁通量子内的振荡(Ⅰ)——Josephson结

本文指出如果Josephson结处在Q值足够高的谐振腔内,当Josephson频率ω=(2eV₀)/h与谐振腔的本征频率ω_r发生谐振时,谐振的电磁场对Josephson结自身的反馈作用将导致超流电流在一个磁通量子内随磁场的小周期振荡。 关键词：     

强流相对论环形电子束自调制振荡研究

 主要研究了强流相对论环形电子束在等位谐振腔内的非线性自调制振荡，用小信号理论分析了电子起振的条件，得出了电子起振的扰动频率。基于该理论分析，又提出了一种不外加磁场的新型高功率微波器件，该器件主要由一个圆柱谐振腔和一个同轴波导输出腔构成。用2.5维MAGIC粒子模拟软件对该非线性过程进行数值模拟，分析了输入电压、电流对输出微波功率的影响。模拟结果表明这种结构中确实存在非线性不稳定性，自调制的扰动频率则由电子束的初始能量、电荷密度和电子束的半径以及谐振腔的空间结构给定。利用谐振腔长为4.7 cm、二极管电压为2.8 MV、电流为20 kA的电子束，可以得到频率为4.29 GHz、功率为6 GW的微波输出，束-波转换效率约为11%。     

基于同轴TM812模谐振腔的毫米波多注速调管

 研究了群聚电子注穿越同轴TM₈₁₂模谐振腔的换能效率和同轴TM₈₁₂模谐振腔中微波能量的提取方法,论证了其作为毫米波多注速调管的输出腔的可行性。研究结果表明:理想群聚电子注穿越同轴TM₈₁₂模谐振腔的换能效率可达3.29%,一般群聚电子注穿越同轴TM₈₁₂模谐振腔的换能效率可达1.86%;采用同轴TM₈₁₂模谐振腔与沿轴向的同轴线耦合可以实现微波能量的提取;在输出腔工作频率为100.945 GHz,外观品质因数为2 243情形下,根据估算,最大输出功率可达15 kW。     

L波段ESR谱仪用微波源和腔

叙述了L波段压控振荡源和谐振腔的结构和性能.振荡器的振荡频率可在0.9-1.07GHz范围变更,输出功率大于10mW.附有锯齿波产生器,能在扫频方式工作.样品腔为方柱裂缝腔,插入圆柱形样品时,频率改变较小.腔输入为磁耦合,改变线圈与腔之间的距离可以改变耦合度.     

Influence of frequency detunings and form of the initial field distribution on parametric generation of radiation in a dynamic cavity

Characteristics of parametric generation of an electromagnetic field in a cavity with oscillating mirrors have been calculated as functions of the oscillation frequency detuning from the resonant frequency for different types of frequency dependence of the cavity mirror reflectance. The influence of the initial field distribution in the cavity on the parametric generation efficiency is demonstrated.     

等效电路计算同轴输出腔TM310模式的间隙阻抗

设计了外Q值较小,工作于高阶横磁TM310模的X波段速调管单间隙同轴输出谐振腔。用微波等效电路理论计算了高阶横磁TM310模情形六个漂移管的等效间隙中心位置,由此计算腔内等效间隙中心到输出波导内横向膜片的等效长度。以MATLAB编程计算得到同轴谐振腔TM310模式加载矩形波导滤波器输出回路的间隙阻抗,其结果与传统冷测模拟法计算结果吻合。验证了等效长度计算方法的正确性,用于圆柱腔基模的传统微波等效电路理论能用于分析同轴谐振腔高阶横磁模式输出回路,且比传统的冷测模拟法及场分析法更为快捷。     

X波段长脉冲多注相对论速调管放大器杂模振荡抑制北大核心CSCD

为进一步提高相对论速调管放大器(RKA)的工作频率和输出功率,开展了X波段GW级长脉冲多注RKA实验研究,对实验中出现的杂模振荡现象进行了模拟和实验分析。结果表明,电子回流是导致实验中出现杂模振荡的主要因素,采取了相应措施减少电子回流从而抑制杂模振荡,实现多注RKA输出微波功率约为0.98GW,脉宽为95ns,频率为9.405GHz。     

叠加激发双模压缩真空态的量子统计特性(英文)

从激发双模压缩真空态a^+mb^+m|ξ>出发构造了叠加态|Ψ>,研究了|Ψ>的量子统计特性.结果表明:在一定的条件下,随着相位差的变化,叠加态|Ψ>的平均光子数出现类似于Rabi振荡的崩塌与复原现象,而且与单个激发双模压缩真空态a^+mb^+m|ξ>相比,在叠加态|Ψ>中光场的相位压缩和亚泊松光子统计特性都得到了加强.     

激光烧蚀水下金属产生冲击波和空泡效应的研究

采用自行研制的高灵敏度光束偏转测试系统,对脉冲激光烧蚀水下金属产生的等离子体冲击波和空泡效应进行了实验研究。实验得到了激光等离子体冲击波的传播规律、冲击波与激光空泡的分离过程、空泡的脉动特性以及空泡溃灭冲击波的形成机制。结果表明,空泡最大和最小泡径、振荡周期均随着脉动次数的增加呈减小趋势,且减小幅度较大。最小收缩泡径由泡能和腔内含气量共同决定。在同一次脉动过程中,空泡膨胀所需的时间明显大于收缩所需的时间。     

相对论速调管放大器杂模振荡的抑制

 研究了相对论速调管放大器（RKA）输入腔和中间腔之间的高阶杂模振荡问题。通过模式分析得知杂模在谐振腔内为TM11模式,而在漂移管中表现为TE11模式,针对该模式能在漂移管中传输的特性,利用漂移管内壁涂覆吸波材料吸收杂模功率的方法进行抑制。通过3维粒子模拟程序,分析了吸波材料的电导率及涂覆长度对抑制杂模增长率的影响。利用模拟分析得到的结果,对漂移管中涂覆吸波材料的RKA输入腔及中间腔结构进行了3维模拟研究,结果显示:合适的吸波材料的引入能够很好地抑制RKA输入腔和中间腔之间的杂模振荡。     

超导弱连接中的Josephson电流在一个磁通量子内的振荡(Ⅱ)——单结超导环

本文指出处在高Q值谐振腔中的单结超导环,当Josephson电流的n次倍频与外腔发生谐振时,由于在腔内形成的驻波电磁场对单结超导环自身的反馈作用,将导致在原来的以φ₀为周期的超流电流锯齿波振荡上迭加一个周期为φ_0/n,振幅为锯齿波振幅的2/nπ的正弦形小振荡。 关键词：     

S波段四腔相对论速调管放大器的整管性能

在速调管放大器中,中间谐振腔一方面可以提高器件的放大增益,另一方面也容易产生杂频振荡,影响器件正常工作。针对这种杂频振荡的影响,在三腔相对论速调管的基础上发展了四腔相对论速调管。采用PIC粒子模拟软件从整管上对四腔强流相对论速调管放大器的冷腔结构、束波互作用、微波提取等方面进行研究。为得到输出功率和效率的最优值,结构上采用低互作用输入腔,设计了阶梯状结构漂移管,通过对输出腔作用间歇进行优化处理抑制电子回流。模拟结果表明整管微波模拟输出功率达了3.7 GW,效率22%,增益56 dB,1 dB带宽74 MHz,并实现了对杂频振荡的抑制。     

阶跃波导虚阴极振荡器数值模拟研究

 对一种阶跃波导虚阴极振荡器进行了数值模拟研究。结果表明阶跃波导长度对高功率微波的产生具有较大的影响；阶跃波导的等效圆柱腔谐振频率与阶跃波导长度和半径有关，当其接近二极管的本征振荡频率时，可以获得比较单一的微波频谱和效率较高的微波输出；微波产生效率随阶跃波导长度呈周期性变化。     

Dynamics of a three-level V-type atom driven by a cavity photon and microwave field

We discuss the dynamics of a three-level V-type atom driven simultaneously by a cavity photon and microwave field by examining the atomic population evolution. Owing to the coupling effect of the cavity photon, periodical oscillation of the population between the two upper states and the ground state takes place, which is the well-known vacuum Rabi oscillation. Meanwhile, the population exchange between the upmost level and the middle level can occur due to the driving action of the external microwave field. The general dynamic behavior is the superposition of a fast and a slow periodical oscillation under the cooperative and competitive effect of the cavity photon and the microwave field. Numerical results demonstrate that the time evolution of the population is strongly dependent on the atom–cavity coupling coefficient g and Rabi frequency ?_e that reflects the intensity of the external microwave field. By modulating the two parameters g and ?_e, a large number of population transfer behaviors can be achieved.