THz振荡器双光栅开放腔的高频特性

针对双开槽的双光栅开放式谐振腔,提出了一种基于矩形波导谐振腔理论的计算方法,给出TE04模式场分布的结构设计修正公式,用于进行准光学谐振腔结构设计优化,通过增强电子注区域的电场强度,可有效提高电子效率。同时对双光栅慢波结构冷色散特性进行了计算,分析了不同参数对其高频特性的影响。结果表明,双光栅槽宽和电子注通道宽度的变化会对其色散特性的频带上限产生较大影响。     

高功率毫米波绕射辐射振荡器高频特性研究

讨论了高功率毫米波绕射辐射振荡器的高频特性。利用线性理论和PIC模拟相结合的方法对器件的高频特性进行了比较仔细的分析。分析结果表明,合理地选择电子注的参量（电流、电压）及高频结构的尺寸（波纹深度、半径、周期等）可以获得较高的输出功率并且具有较好的频谱纯度。     

高功率毫米波绕射辐射振荡器高频特性研究

 讨论了高功率毫米波绕射辐射振荡器的高频特性。利用线性理论和PIC模拟相结合的方法对器件的高频特性进行了比较仔细的分析。分析结果表明，合理地选择电子注的参量（电流、电压）及高频结构的尺寸（波纹深度、半径、周期等）可以获得较高的输出功率并且具有较好的频谱纯度。     

双光栅绕射辐射器件谐振系统Q值分析与结构优化

对双光栅绕射辐射器件谐振系统的Q值特性进行了分析,研究了谐振系统结构参数对Q值的影响及其优化措施。结果表明,双光栅绕射辐射器件谐振结构的Q值受矩形槽宽度和球面开放腔长度的影响最为明显。与奥罗管相比,双光栅绕射辐射器件中光栅的引入对Q值的影响要小得多,且光栅齿宽和齿深的增加都会导致谐振系统Q值降低。     

双光栅绕射辐射器件谐振系统Q值分析与结构优化

对双光栅绕射辐射器件谐振系统的Q值特性进行了分析,研究了谐振系统结构参数对Q值的影响及其优化措施。结果表明,双光栅绕射辐射器件谐振结构的Q值受矩形槽宽度和球面开放腔长度的影响最为明显。与奥罗管相比,双光栅绕射辐射器件中光栅的引入对Q值的影响要小得多,且光栅齿宽和齿深的增加都会导致谐振系统Q值降低。     

啁啾双光纤光栅群时延特性

研究了变迹线性啁啾双光纤光栅的群时延特性及其在高次色散补偿中的应用.分析表明,群时延特性与周期差ΔΛ和不同的啁啾参量C有很大的关系.研究结果表明啁啾双光纤光栅在高次色散补偿和光纤CDMA中有应用价值.     

双间隙输出腔开放腔的高频特性分析

 建立了S波段相对论速调管放大器双间隙输出腔开放腔的3维模型。采用时域有限差分法,通过监测激励电流源的响应计算了该双间隙输出腔的谐振频率、有载Q值、场分布以及特性阻抗,并分析了腔体结构尺寸对谐振频率、有载Q值和特性阻抗的影响。研究表明：腔体半径对开放腔的谐振频率影响很大,耦合孔尺寸对腔体谐振频率的影响较小;随着耦合孔张角增加,有载Q值逐渐减小;随着腔体半径增大、间隙的减小,腔体特性阻抗降低。研究结果可为S波段强流相对论速调管放大器双间隙输出腔的设计提供理论依据。     

并排双光栅衍射特性分析

本文讨论两块完全相同的光栅,将它们在同一平面平行放置,对接后两块光栅间相邻两缝的间距l发生变化时,原来单一光栅的k级主极强和半角宽度的变化情况,得出l的变化如果破坏了光栅的空间周期性,在使用中将带来严重的后果,否则与一块完整的光栅性能基本相近。这是对并排双光栅的初步研究和分析,也是对单一光栅相关问题的扩展研究。     

长周期光纤光栅对外界折射率敏感特性的分析

分析了长周期光纤光栅对外界折射率的敏感特性,给出了谐振波长移动量与包层半径的变化规律和谐振波长移动量与外界折射率的变化规律。最后重点讨论了波导色散因子,这一个因子决定了由于外界折射率的变化而导致的波长向短波或者向长波移动。     

渐变空气孔THz波光子晶体光纤的色散特性

太赫兹(THz)波是指频率介于0.1THz～10THz范围内的电磁波,即介于毫米波与红外线之间,太赫兹波有很多优越的特性,在国防、航天、医学等领域具有潜在的应用价值。本文设计了一种渐变的空气孔THz波光子晶体光纤,其包层由周期分布的渐变空气孔构成,芯区是去掉一个空气孔形成的缺陷。采用带有良匹配层(APML)吸收边界的全矢量时域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD)对其色散特性进行了数值分析,计算结果表明这种渐变空气孔光子晶体光纤具有较强的色散控制能力。     

太赫兹波段Smith-Purcell辐射的介质加载光栅高频特性

提出了一种用于Smith-Purcell效应器件的介质加载光栅慢波结构,通过研究该结构的注-波互作用过程,推导出带电子注的色散方程,并数值求解出波的线性增长率.利用色散方程,结合电磁场传播的边界条件,推导出Smith-Purcell效应振荡器工作所需的起振电流.详细研究了高频结构长度、电子注主要参数和介质相对介电常数对起振电流的影响,并与普通金属光栅结构进行了比较.结果表明:保持其他参数不变时,高频结构长度越短,起振电流越大;保持高频结构参数不变时,起振电流随电子注厚度和注-栅距离的增大而增大,随电子注电压的增大而减小;与金属光栅相比,介质的引入提高了注-波互作用的增长率,有效减小了振荡器的起振电流.理论计算结果与软件CHIPIC的模拟结果比较符合.     

矩形栅慢波系统的高频特性分析

对于矩形栅这一经典的慢波结构,采用场匹配法来分析其慢波特性,进而得到其耦合阻抗。其中对槽区内的场处理,保留其高次项,表示为一无限本征驻波之和的形式。然后通过数值实例具体分析了矩形栅的两种典型结构：浅槽栅和深槽栅。当增大槽深后,色散增强,系统通带变窄,同时耦合阻抗有明显增大,工作点移向前向波区,适合用在放大器的慢波结构上。     

High efficiency terahertz diffraction grating with trapezoidal elements

A newly designed grating used in terahertz region is proposed, which is composed of the trapezoidal elements repeated successively along one dimension of the substrate, and uniform interval(the grating period) repeated along the other dimension. The transmission of the grating owns a designable trapezoidal profile dependent on the geometric dimensions of the element. The far-field diffraction patterns of a designed grating at incident broadband terahertz frequencies, with element dimensions of upper, lower side and period of 50, 250, and 300 μm, respectively, are simulated by the scalar diffraction theory. The simulation results indicate that the terahertz grating exhibits a property of single-order diffraction,and the diffraction efficiency of the first order reaches 6.6%, exceeding that of a traditional sinusoidal amplitude grating with identical period and duty cycle. Owing to the regular architecture and the high single-order diffraction efficiency, the grating is easy to fabricate and shows great potential applications in single-shot spectral measurements of weak broadband terahertz pulse.     

双光栅衍射在成像中色散与合成的实验研究

讨论了在白光照射下双光栅色散和合成成像,搭建了基本实验装置,对双光栅不同组合和角度等因素进行相关实验,并对结果进行了讨论.     

具有任意槽的矩形波导栅慢波结构高频特性的研究

将任意形状槽的连续轮廓近似用一系列相连的矩形阶梯近似，利用各阶梯面上导纳的匹配，以及槽与互作用区边界场的连续与匹配条件，获得了具有任意槽的矩形波导栅慢波结构的色散方程和耦合阻抗的表达式，并进行理论上的验证.加工制作了矩形槽波导栅模型，冷测表明理论值与测量值相吻合.分别求解几种特殊槽形矩形波导栅慢波结构的色散特性及耦合阻抗，其中，三角形结构的色散和耦合阻抗均最弱，而倒梯形结构色散最强，耦合阻抗最大. 关键词： 矩形波导栅 任意槽 色散特性 慢波结构     

Study on guided-mode resonance characteristic of multilayer dielectric grating with broadband and wide using-angle

Guided-mode resonance in a diffraction band of multilayer dielectric gratings may lead to a catastrophic result in laser system, especially in the ultrashort pulse laser system, so the inhibition of guided-mode resonance is very important. In this paper the characteristics of guided-mode resonance in multilayer dielectric grating are studied with the aim of better understanding the physical process of guided-mode resonance and designing a broadband multilayer dielectric grating with no guided-mode resonance. By employing waveguide theory, all guided-wave modes appearing in multilayer dielectric grating are found, and the incident conditions, separately, corresponding to each guided-wave mode are also obtained. The electric field enhancement in multilayer dielectric grating is shown obviously. Furthermore, from the detailed analyses on the guided-mode resonance conditions, it is found that the reduction of grating period would effectively avoid the appearing of guided-mode resonance. And the expressions for calculating maximum periods, which ensure that no guided-mode resonance occurs in the requiring broad angle or wavelength range, are first reported. The above results calculated by waveguide theory and Fourier mode method are compared wit each other, and they are coincident completely. Moreover, the method that relies on waveguide theory is more helpful for understanding the guided-mode resonance excited process and analyzing how each parameter affects the characteristic of guided-mode resonance. Therefore, the effects of multilayer dielectric grating parameters, such as period, fill factor, thickness of grating layer, {\it et al.}, on the guided-mode resonance characteristic are discussed in detail based on waveguide theory, and some meaningful results are obtained.     

衍射光栅的第二类角色散及其特性分析

在由矢量衍射理论得到的锥面衍射情形下的广义光栅方程基础上，给出了对应于衍射极角的衍射光栅第一类角色散公式和对应于衍射方位角的衍射光栅第二类角色散公式，并通过理论和数值分析导出了第二类角色散发生突变的条件及相应的数学表达式. 关键词： 衍射光栅 锥面衍射 第一类角色散 第二类角色散     

矩形栅慢波系统的高频特性分析

 对于矩形栅这一经典的慢波结构，采用场匹配法来分析其慢波特性，进而得到其耦合阻抗。其中对槽区内的场处理，保留其高次项，表示为一无限本征驻波之和的形式。然后通过数值实例具体分析了矩形栅的两种典型结构：浅槽栅和深槽栅。当增大槽深后，色散增强，系统通带变窄，同时耦合阻抗有明显增大，工作点移向前向波区，适合用在放大器的慢波结构上。