S波段宽带大功率耦合腔行波管冷测实验研究

介绍了一只S波段宽带大功率耦合腔行波管的冷测实验进展. 测量了该管的色散特性、同步电压、耦合阻抗等高频特性参数, 测量结果与模拟值相一致.     

S波段宽带大功率连续波耦合腔行波管3维模拟设计

 使用3维PIC粒子模拟软件定量分析了耦合腔行波管的大信号注波互作用行为。使用完整的仿真模型完成了S波段连续波管型的设计,达到如下设计指标：工作频率2.0~2.3 GHz,输出功率4.3 kW,频带内增益波动±0.7 dB。提出了使用大介电常数微扰介质棒减小耦合阻抗计算误差的方法,研究了行波管的冷腔特性,给出了色散、耦合阻抗等参数。     

S波段宽带大功率连续波耦合腔行波管3维模拟设计

使用3维PIC粒子模拟软件定量分析了耦合腔行波管的大信号注波互作用行为。使用完整的仿真模型完成了S波段连续波管型的设计,达到如下设计指标：工作频率2.0~2.3 GHz,输出功率4.3 kW,频带内增益波动±0.7 dB。提出了使用大介电常数微扰介质棒减小耦合阻抗计算误差的方法,研究了行波管的冷腔特性,给出了色散、耦合阻抗等参数。     

X波段大功率耦合腔行波管3维粒子模拟

为提高行波管的增益和输出波形的稳定性,开展了带高频切断X波段大功率耦合腔行波管的研究工作。以点频7.2 GHz为例,对X波段耦合腔行波管的大信号注波互作用过程进行了3维粒子模拟,该行波管包含一处高频切断及两处微波集中衰减器。数值模拟结果表明：行波管腔数为40、电子束电压为17 kV、电流为0.8 A时,可获得2.0 kW的微波输出功率,增益达23 dB,电子效率达14.7%。     

耦合腔慢波结构冷测特性的计算方法

对几种用3维MAFIA仿真软件以及利用其准周期边界条件和后处理模块计算耦合腔行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法进行了讨论,另外还对两种阻抗＿总阻抗和Pierce耦合阻抗的定义进行了充分讨论。考虑到休斯结构耦合腔行波管的电子是与耦合腔慢波结构的负一次谐波发生作用和耦合阻抗应该是电子注截面上的平均值等,指出总阻抗和Pierce耦合阻抗之间相差一个因子,考虑了这个修正因子之后,其结果将更接近实际情况。用这些方法计算耦合腔行波管的冷测特性,得到了与实验冷测值十分接近的结果。     

耦合腔慢波结构冷测特性的计算方法

 对几种用3维MAFIA仿真软件以及利用其准周期边界条件和后处理模块计算耦合腔行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法进行了讨论,另外还对两种阻抗＿总阻抗和Pierce耦合阻抗的定义进行了充分讨论。考虑到休斯结构耦合腔行波管的电子是与耦合腔慢波结构的负一次谐波发生作用和耦合阻抗应该是电子注截面上的平均值等,指出总阻抗和Pierce耦合阻抗之间相差一个因子,考虑了这个修正因子之后,其结果将更接近实际情况。用这些方法计算耦合腔行波管的冷测特性,得到了与实验冷测值十分接近的结果。     

X波段相对论大功率速调管放大器的高频结构模拟研究

采用MAGIC 2.5D模拟软件,建立了X波段11.424GHz相对论大功率速调管放大器的高频结构模型。该模型由5个简单药盒型谐振腔组成,包括1个输入腔、3个中间腔和1个输出腔。研究了该模型的高频特性,初步设计漂移管及各谐振腔结构参数,再结合热腔模拟,研究了输入腔的吸收匹配问题,依据各腔体对基波电流逐级调制情况,优化配合各腔体的间隙等结构参数,从而获得电子束的最佳调制状态,最后通过调节外加均匀磁场大小获得百MW功率输出,结果表明:在加速电压520kV、束电流460A、外加磁场0.4T的条件下,当注入信号功率为1kW时,基波电流调制深度达162%,最终输出功率105MW,效率43.5%,增益50dB。     

X波段相对论大功率速调管放大器的高频结构模拟研究

采用MAGIC 2.5D模拟软件,建立了X波段11.424 GHz相对论大功率速调管放大器的高频结构模型。该模型由5个简单药盒型谐振腔组成,包括1个输入腔、3个中间腔和1个输出腔。研究了该模型的高频特性,初步设计漂移管及各谐振腔结构参数,再结合热腔模拟,研究了输入腔的吸收匹配问题,依据各腔体对基波电流逐级调制情况,优化配合各腔体的间隙等结构参数,从而获得电子束的最佳调制状态,最后通过调节外加均匀磁场大小获得百MW功率输出,结果表明：在加速电压520 kV、束电流460 A、外加磁场0.4 T的条件下,当注入信号功率为1 kW时,基波电流调制深度达162%,最终输出功率105 MW,效率43.5%,增益50 dB。     

S波段2MeV轴耦合驻波加速管参数冷测调试

介绍了用于工业CT的S波段2MeV驻波电子直线加速管的微波冷测及调整,并详细描述了加速管频率的测量与调谐,加速管与矩形波导匹配,加速管品质因数及加速管整管场分布的测量,给出了加速管微波调试及调整的结果.结果如下:加速管的频率一致性达到±0.3MHz以内,过饱和状态下的耦合度为1.14,加速管单腔的品质因数约为120004-200,场分布的比值1:2.2:2.结果表明微波调试满足物理设计的要求.     

X波段五腔渡越管振荡器的理论与实验研究

 提出了一种新结构的X波段五腔渡越管振荡器，进行了理论和实验研究。根据场分布进行了一维非线性分析，结果表明该结构可以产生高功率微波，并判断了工作模式，为TM₀₁模的3π/5模。采用粒子模拟验证了一维非线性分析的结论，并优化设计出五腔渡越管振荡器,优化结果为：输出功率约1 GW， 工作频率9.3 GHz，束波转换效率约22%。实验中，通过参数调节，得到频率约9.25 GHz，峰值功率约780 MW，脉宽（半高宽）21 ns的输出微波，束波转换效率约为16%。实验结果与模拟结果基本符合。     

S波段可调谐掺铒光纤激光器的实验研究

提出了一种结构简单的S波段环形腔可调谐光纤激光器.研究了输出功率随激光波长和抽运功率的变化关系以及激光器运转的稳定性.当抽运功率113 mW时,通过调节全光纤可调谐法布里珀罗滤波器,在1482.73～1520.75 nm范围内得到了稳定的激光输出,3 dB带宽小于0.03 nm.其中1487.70～1520.75 nm范围内输出功率大于5 dBm,边模抑制比大于60 dB.1499.02 nm处最大输出功率7.11 dBm,输出功率起伏小于0.04 dB.     

Simulation Study of High Intensity S-Band Photoinjector

In this paper, we report the results of simulation study of KEK/U.Tokyo S-Band photoinjector under the present new experimental condition. The aim of the simulation study is to transport high bunch charge with low emittance evolution.     

新颖的双通道输出高功率掺铒光纤宽带光源

在分析L波段放大自发辐射(ASE)谱产生原理的基础上,设计出一种新颖的双级结构掺铒光纤ASE宽带光源,该光源可在两个端口分别输出高功率的C波段和L波段的ASE谱.设计将C波段ASE谱注入到掺铒光纤中作为L波段ASE谱的二次抽运源,使得L波段ASE谱功率得到了有效提高.优化光源结构参量后从两个端口分别获得了12.97 dBm和12.81 dBm的C波段和L波段ASE宽带谱.将两个输出端口组合得到了功率为15.9 dBm,泵浦转换效率达到21.6%的C+L波段超宽带ASE光源.     

Investigation of an S-Band Tapered Magnetically Insulated Transmission Line Oscillator

We present an improved structure of the tapered magnetically insulated transmission fine oscillator （MILO）. Simulation results show that this structure can obtain more microwave power with higher efficiency. Studies indicate that the distance between the load support legs and the last vane can affect the operation characteristics of this device. In the experiments, we obtain microwave with peak power of 2 GW, frequency of 2.63 GHz, and mode TMol. The beam to microwave power efficiency is 11%.     

高功率激光脉冲光纤取样的实验研究

光纤取样可以降低高功率激光脉冲时间波形测量成本,并提高测量系统抗干扰能力。光纤耦合效率、信号保真度、信号获取率是采用光纤取样测量高功率激光脉冲时间波形的难点。针对大型高功率激光脉冲宽度窄、光束口径大以及输出光束远场漂移量大等特点,设计了一套激光脉冲光纤取样系统,在全口径取样和不降低信号保真度的条件下有效解决了测量系统信号获取率低下的问题,充分保证了测量系统的可靠性。     

Broadband Analysis of Holographic Power Combining Circuits

Holography is a promising technique for power combining applications in the frequency range of short millimeter and submillimeter waves. In this paper, quasi-optical holographic power combining circuits are investigated. An equivalent network is utilized which rigorously models horn arrays and biperiodic dielectric structures in order to design computer-generated holograms. We apply the network model to a 5-element quasi-optical power combiner and demonstrate its capability. The hologram is designed for 150 GHz and has an efficiency of 92.5 % with a 90 % bandwidth of 5.3 %. With the aid of a broadband waveguide power divider and a vector field measurement system, the circuit is analyzed.     

重复运行短脉冲S波段相对论速调管放大器

介绍了利用HVG-1二极管产生的强流短脉冲电子束源, 开展短脉冲重复频率为100Hz的S波段相对论速调管放大器(RKA)实验研究. 利用无箔空心石墨阴极和0.82T的恒流源引导磁场, 引出了电压约700kV、电流约6.5kA、脉宽(半高宽)25ns的环形电子束. 该电子束经过输入腔和中间腔的调制后, 得到了5kA/22ns的 基波调制电流. 经过输出腔后, 得到了大于1GW/20ns的辐射微波, 频率2.95GHz, 平均功率2.4kW, 效率约24%, 增益34dB. 没有观察到限制该GW级功率水平的S波段RKA的因素.     

高功率激光器抗失调谐振腔的实验研究

为简化高功率激光器谐振腔结构,提高激光谐振腔的稳定性,增加基模体积,改善光束质量,提出了两种新型激光谐振腔结构,分别是带角隅反射镜的激光谐振腔和直角内圆锥面反射镜激光谐振腔。使用高功率脉冲CO2激光器,研究了这两种激光谐振腔的输出特性和腔镜失调的关系,并结合平凹稳定腔,对三种激光谐振腔的抗失调稳定性进行了对比。实验结果表明,随着全反镜或平面输出镜失调角的增加,角隅腔激光器的单脉冲输出能量下降速度小于直角内圆锥面全反镜腔。两种新型谐振腔全反镜的抗失调稳定性都超过平面输出镜。角隅全反镜谐振腔和直角内圆锥面全反镜谐振腔的抗失调稳定性均大大超过平凹稳定腔。     

Experimental Study on High Power and Efficiency Fiber Amplifier Module

l.IntroductionErbium-doPedfiberamp1ifier(EDFA)isattractiveinall-opticalcommunicationsys-temsduetoitSsuperiorityofhighgain,broadbandwidth,lownoiseandhighPOwer.Whenusedinhigh-sPeed,long-haulcommunicationanddistributionsystems,suchassolitoncommunication,WDM,FDM,AM-VSB,CATV,etc.,EDFAisdemandedofhighsignaloutputPowerbesidebroadbandwidth,lowdistortionandcrossta]k.ToobtainlargeoutputPowerwil1relatetomanyproblemslikethefibermaterial,pumpinglaser,fibcrcomPonent,manufacturetechnologyanddesig…