电子注与波导谐振腔不共轴时电子回旋脉塞

本文给出电子注与波导谐振腔不共轴时电子回旋脉塞的动力学理论.求得了脉塞的色散方程和此种情况下回旋单腔管起振电流及频率偏移的公式,还给出了数值计算的结果.结果表明,电子注的偏心对回旋管有严重的影响。     

任意纵向场分布的单腔电子迴旋谐振脉塞动力学理论

本文从Vlasov-Maxwell方程出发,对具有任意纵向场分布的缓变轴对称开放式谐振腔系统,采用Laplace变换的方法,建立了任意TE模式与任意次电子迴旋谐波互作用的迴旋单腔管普遍动力学理论。导出了互作用功率、频偏及起振电流,还采用普遍动力学理论分析了三种具有实际意义的物理模型,并用数字计算机作了计算。文中还讨论了迴旋单腔管的模式竞争问题,提出了抑制杂散模式的原则。本文为合理选择迴旋单腔管设计参量和提高管子性能提供了理论依据。     

电子迴旋谐振受激放射的动力学理论

本文从伏拉索夫-麦克斯威方程出发,并利用导波场方程,求得波导电子迥旋谐振受激放射的普遍方程.文中导出了波导系统中局部场展开的普遍形式,给出了几种重要系统的具体展开式;求得了圆柱波导和同轴波导中任意模式和任意次迥旋谐波的互作用色散方程,并进行了较详细的讨论,本文所得结果为计算波导电子迥旋脉塞(迥旋管)提供了较普遍的理论基础。     

静电电子迴旋脉塞

本文提出并研究一类新的不稳定性的概念,即静电电子迥旋脉塞不稳定性。文中求解了静电离心系统中电子的相对论运动方程,在此基础上,求得了静电电子迴旋脉塞的色散方程,并进行了详细的讨论。文中指出,在静电电子迥旋脉塞系统中,存在有两种不稳定性机理:一种是以Q=ω-k_∥v_∥一-mω₀=0为基础的不稳定性,它类似于静磁电子遇旋脉塞不稳定性。另一种是以Q₁²=(2-β_⊥0²)ω₀²-Q²=0为基础的,不稳定性,是本文首次提出的。     

一种新型强相对论自由电子准光脉塞的动力学理论

提出一种新型准光学谐振系统——改型斜旋转轴对称准光腔(MAQCOR),并从Vlasov-Maxwell方程出发,采用Laplace积分变换的方法建立了具有MAQCOR的强相对论电子回旋脉塞的动力学理论.导出了注-波互作用功率、起振电流和频偏,并对一些重要问题,如高次谐波、模式竞争、旋转角的影响及空间电荷效应等进行了详细的分析和讨论,得出了一系列新的结论,为新型准光腔回旋管的设计提供了理论依据.     

静电电子回旋脉塞的动力学理论

本文从线性Vlasov-Maxwell方程出发,利用沿未扰轨道积分的方法,建立了同轴波导TE模、圆未扰平衡轨道静电电子回旋脉塞的动力学理论。研究表明:在静电电子回旋脉塞中,非相对论性回旋脉塞不稳定性与相对论性回旋脉塞不稳定性不仅可以同时存在,而且两者相互加强。文中给出了非相对论性静电电子回旋脉塞不稳定性发生的阈值条件以及不稳定性增长率公式。文中还对静电电子回旋脉塞和静磁电子回旋脉塞在群聚、负质量不稳定性等方面作了比较,阐明了这两种脉塞之间的异同之处。     

磁共振波导自由电子激光三维动力学理论

本文给出了使用波导漂移管和螺旋磁场泵的自由电子激光符拉索夫动力学理论。文中分析了当电子迴旋频率接近磁泵频率时出现的磁共振效应,推导了线性工作区的增益公式。从结果分析可以看到,考虑了场与束的三维结构以后,空心电子束的半径不能任意选取,否则在一定范围导致不稳定性完全消失。最后还给出了决定最佳束半径的方程,指出工作于高阶模有可能提高增长率。     

自由电子脉塞的一种统一理论——回旋动力学

本文详细地研究了回旋管、回旋Peniotron管、回旋自谐振脉塞不稳定性及其内在关系。文中从Vlasov方程出发,通过引入回旋动力变量及相应的交换,建立了上述自由电子脉塞的一种统一理论——回旋动力学。     

一类特殊的三反射镜旋转对称准光学谐振系统

本文提出一类特殊的三反射镜旋转对称准光学谐振系统,并对其进行了详细的理论与实验研究。探讨了此类准光学谐振腔的场分布、谐振条件和Q值以及此种准光腔的能量输出系统。结果表明,此类准光学谐振系统具有很多优点,因而可能有很大的应用,特别是在新型准光学电子回旋脉塞方面。     

一种提高自由电子脉塞效率的新方法

本文提出一种提高自由电子脉塞动能转换效率的新方法:在纵向静磁场基础上增设径向静电场辅助聚焦电子注。发现并论证了动量矩效应产生的新的角向群聚机理。文中用非线性理论对相对论电子注与TE5,1,1及TE10,1,1驻波场互作用,进行了详细的数值计算分析,结果表明:采用这种新方法,只要恰当选择初始参量,驻波互作用效率高于普通纯静磁场聚焦的电子回旋脉塞。     

矩形谐振腔内正交双模的控制和应用

本文提出了一腔双模矩形开口腔的近似理论,再用金属栅条来控制腔体内两个接近简并的模,使腔外物体只对其中一个模产生做扰(称该模为工作模),而对另一个模不产生微扰(称为参考模)。从理论上可以通过测量双模的谐振频率之差地f₁-f₂=△f及双模的有载Q值之差Q_^L1-Q_L2=△Q这两个参数来确定腔外物体的两个参数,例如,此物体的含水量及其温度。利用这个原理做出的微波检测设备(例如测湿设备)就可以直接在较差的环境下工作。文中还近似地计算了矩形波导端面开一个对称的矩形窗口的归一化等效导纳,并测试了样本谐振腔作为传感器。结果表明,它可以用于工业生产,作为连续测试的可携带式仪表。     

表面局部开裂圆柱夹塞物对SH型导波的散射

建立了平板波导中表面局部开裂圆柱夹塞物对SH型导波散射问题的解.用两个垂直于波导表面的虚拟平面将波导分割为3个区域.在包含夹塞物的中间区域,将波场展开为柱面波模式和Chebyshev多项式的叠加;在不含夹塞物的其余两个区域,将波场展开为导波模式的叠加.根据波导表面上应力自由的边界条件及虚拟平面上应力和位移连续的边界条件得到了待求解问题的基础方程组.利用模式匹配技术构造数值计算所需的矩阵方程,从而得到反射及透射系数随圆柱体归一化半径和脱黏区域大小变化的关系曲线.对圆柱表面完好黏结和脱黏区段不同大小的情况作了对比,对结果作了讨论.     

地球磁尾磁噪声爆的产生机制

本文研究一地球磁尾等离子体片边界层内由离子束流和等离子体非均匀性产生的电磁不稳定性,首次在宽频率范围内,Ω_i和Ω_c分别为离子和电子迴旋频率,ω_LH=(Ω_iΩ_e)^1、2,ω_r为波频率)得到了电磁模增长率谱,谱峰位于|ω_r|～ω_LH附近,而在附近还有一个次峰。这种增长率谱的基本特征与地球磁尾磁噪声爆的卫星观测资料一致。     

广义低混杂漂移不稳定性

本文将低混杂漂移不稳定性的理论推广到包括有限K_∥的情形,从而对通常的槽纹模低混杂漂移不稳定性和修改的双流不稳定性,作了统一的理论分析.本文的理论还考虑了电磁效应和磁场梯度效应.发现在冷电子极限情况下密度梯度和磁场梯度对以前修改的双流不稳定性理论得出的结论有实质性的修改.例如,即使相对漂移速度远超过Alfven速,不稳定性也仍然存在.这个结果正好与别的文献中得到的结果相反.当电子温度为有限值时,对若干情况求得了数值解.结果表明当K_∥≠0时增长率并不总是降低.     

深能级电子(空穴)的热发射与振动熵

本文详细探讨了振动熵的改变量△S_a在深能级电子(空穴)热发射问题中的作用。导出了任意温度下△S_a的一般表示式。针对△S_a=0△S_a=P△S_cv两种重要情况,指出了由热发射率和俘获截面求得的热发射激活能的物理意义和求深能级有关参量的方法。用本理论分析了硅中金受主能级电子与空穴的热发射,由于它发射空穴时△S_a≌0,就焓的改变量而言,金受主能级钉扎在价带上。     

各种U1规范理论和具有一标量泛函的U1主丛的Riemann几何

本文利用包含一个规范不变的标量函数或泛函的U₁主丛的Riemann几何,重新考查了包括Maxwell理论、Born-Infeld理论、Johnson型禁闭理论和有质U₁规范理论等各种U₁规范理论,并提出了一种“电子泡”模型的规范场作用量,所有这些理论可以表示为某种Minkowski时空上的Kaluza型理论。文中还提出了一种标量-矢量规范理论的作用量,其中的标量场作为独立的动力学变量表征真空的性质。 基于检验粒子沿丛上测地线运动的假定,我们得到了在这些场中运动的粒子的荷质比守恒方程和运动方程。     

可见光域Ti:LiNbO3质子交换光波导型偏振器

在可见光域632.8 nm光波段,首次研制出Ti∶LiNbO₃质子交换光波导型偏振器.同时,给出了波导型偏振器参数测试装置.在理论上,利用物理光学和波导色散理论分析与计算了这种偏振器的消光比,分析了影响器件性能的各种因素.理论计算与实验结果符合良好.     

用TE01模谐振腔测量电介质时计算损耗角正切的新方法

在用恒定长度的TE_01n)模螺旋线圆柱谐振腔测量复介电系数中,从空腔着手,可以测出腔壁的电导率σ₁和端面的电导率σ₂,这样,简化了测量手续和计算过程,即只要测得含样品腔TE_01n)模的一个谐振频率和相应的半功率点频宽,就能算出该频率下样品的损耗角正切。此外,还发现了损耗角正切随样品厚度而周期变化,其极大值和极小值发生在充空气段的长度和介质厚度两者极其接近于相应的1/4波导波长的整倍数处,这是由于计算tanδ公式中的P表达式P=sin~2β₀(l-b)/sin²β₁b或引起的,当用另外的两个式子来计算P时,损耗角正切随样品厚度的周期变化就不再出现。     

具有侧反射面光学谐振腔的模式

具有侧反射面的光学谐振腔存在某种“内禀位相共轭”性质,可以减小介质的热畸变、应力畸变等效应对腔模的影响。它是一种好的激光器结构,本文用三维衍射理论讨论了这种谐振腔的模式结构和衍射损耗,给出了准几何近似下的普遍解析解,分析表明,此种腔的衍射损失较同类型但无侧反射面的相应腔结构为小。     

固体热膨胀的电子理论及其在一些轻金属中的应用

本文采用Debye固体模型,并算出温度T(K)时固体的总能量E_Tt),则由V(P_α,r_A)—E_Tt=0求出点阵常数r AOT(T)与温度T(K)的函数关系,进而导出线胀系数α(T)与温度T(K)的函数关系,把它们应用到碱金属和碱土金属元素,其结果均与实验相当符合。应用已求得的理论线胀系数α(T)以及理论体弹性模量,计算了Grüneisen常数,与从实验值算出来的该常数较为接近。此外,固体熔点T_m与α(T)的乘积也十分接近Hidnert-Sonder规则。这些都进一步表明:新型的固体原子间相互作用的势能函数和电子理论是切合实际的,值得发展。