Irradiation Effects of Femtosecond Pulses on Refractive Index of Ag-Embedded Nanocomposite Glasses

The irradiation effects of femtosecond pulses on Ag-embedded composite glasses fabricated by ion-exchange are investigated using z-scan measurement. Both changes of the refractive index caused by the laser irradiation effect and the third-order optical nonlinearity are observed in the experiment. Taking the change of the linear and nonlinear refractive index into consideration, the fitting results are in agreement with the experimental results.     

一种数值求解慢波结构色散曲线的新方法

运用场匹配法，推导出一种原则上可数值求解任意圆柱轴对称周期结构慢波波导冷腔TMon模色散曲线的方法。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序，计算结果与多维全电磁模拟软件结果的相对误差在1％之内。由于采用了数值积分算法，该方法的计算速度比传统的Bessel函数泰勒级数展开法更快。     

虚阴极为负载的磁绝缘线振荡器设计和研究

 设计了S波段的MILO,工作频率为2.33 GHz,器件不容易产生模式竞争,适合于单模运行。进一步对MILO进行改造：阴极加入端面发射,使磁绝缘效果更好;收集极采用金属薄膜,利用磁绝缘电流形成虚阴极,充分发挥负载电流的磁绝缘作用,利用负载电流参与波束能量转换,使输出功率和效率进一步提高。通过优化设计的虚阴极MILO,在输入电压为450 kV,电流为45 kA时,最终得到2 GW的周期平均输出功率,效率高达10%。     

二维磁流体力学程序MFCG Ⅱ与MFCG Ⅰ计算结果的对比分析

 根据磁场、电流密度和感应电流的解析公式研制了爆炸磁通压缩发生器充电和爆磁压缩过程的计算程序MFCG Ⅱ。在相同条件下用该程序和二维磁流体力学程序MFCG Ⅰ分别计算相同模型所得结果符合较好。因此用MFCG Ⅱ可分析、解释MFCG实验中有关的物理问题。     

磁压对级联爆磁压缩脉冲发生器性能的影响

 为了研究负载为mH量级的间接馈电两级级联柱-锥构型的爆磁压缩产生器的基本物理过程和能量转换机理，利用描述爆磁压缩物理过程的2维爆轰磁流体力学程序MFCG(Ⅴ)，以实验模型结构参数为基础模拟计算了一系列模型，分析了磁压对金属套筒径向膨胀速度及膨胀过程的影响。计算结果表明：套筒的径向膨胀速度取决于爆轰压与磁压的共同作用，在爆磁压缩过程的绝大部分时间里，向外膨胀的爆轰压都远大于向内压缩的磁压，因而套筒的径向膨胀速度主要是由爆轰压决定;但是在功率放大级的后半段，也就是发生器电流增长最快阶段，磁压也迅速增长，它的增长大大降低了套筒的径向膨胀速度；在功率放大级的后期，磁压已经超过爆轰压，它对系统设计的影响已经不能完全忽略。     

0.345 THz微电真空FWG-TWT的电子光学系统

对于太赫兹微电真空折叠波导行波管(FWG-TWT)放大器,高流通率是试验测试中首先需要达到的技术指标,是器件连续工作时高效束?波互作用的前提。电子光学系统包括电子枪、周期永磁聚焦系统(PPM)和收集极。本文通过对电子枪的高品质束流的产生、PPM对束流的聚焦2个方面研究束流的直流流通率。首先依据Vaughan迭代综合法初步选定电子枪的基本结构尺寸,然后通过粒子跟踪程序及PIC程序对电子枪的结构参数进行仿真优化,初步实现了0.345 THz FWG-TWT放大器所需的束流品质;进行了电子光学系统的电子枪和PPM的一体化数值模拟,研究了电子的直流流通率,最终流通率模拟结果达到100%。     

有限电导率模块在THz折叠波导行波管模拟中的验证和确认

采用与同类商业软件比对的方法,在THz折叠波导行波管算例中对自编NEPTUNE3D程序的有限电导率模块进行有效验证和确认,包括冷腔损耗与计及损耗的热腔增益。比对结果表明:冷腔损耗计算相对误差在3%~4%左右,计及损耗的热腔最佳增益相对误差及最佳工作电压漂移相对误差均在2%左右。通过不同软件、冷腔损耗与热腔增益的比对,验证了有限电导率模块正确性和可靠性。此外,还对加工因素导致结构参数变化对冷腔损耗特性影响,做了规律性讨论。     

相对论全腔提取磁控管理论分析与数值模拟

本文研究了一种全腔提取结构透明阴极相对论磁控管,提取结构采用径向耦合孔与扇形波导耦合输出,结构更加 紧凑。我们用三维全电磁PIC 程序进行了数值计算,在1.38GHz,我们获得了近3GW的功率输出,效率超过了50%。     

含电子束任意轴对称周期慢波结构色散曲线的数值计算

运用场匹配法，提出一种可求解包含电子束的任意轴对称周期慢波结构TMOn模色散曲线的数值方法；该方法具备较强的通用性和推广性，对设计具有周期性慢波结构的契仑柯夫类高功率微波源器件，有着重要的指导性意义。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序，以算例的形式验证了本数值算法的可靠性，计算出的冷腔色散曲线结果与多维全电磁模拟软件的模拟结果作了比对，二者相对误差在1％之内，计算结果准确可靠。由于采用了数值积分算法，在计算波纹波导色散曲线时，该方法与Bessel函数泰勒级数展开法相比具有计算速度快的优点。