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等离子体填充金属光子晶体慢波结构色散特性研究

傅涛 杨梓强 欧阳征标

等离子体填充金属光子晶体慢波结构色散特性研究

傅涛, 杨梓强, 欧阳征标
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  • 等离子体填充慢波器件为高效率、高功率真空电子微波源的发展提供了新的途径, 但其仿真和理论都具有一定的难度. 本文将通过轮辐天线加载激励信号的方法引入到等离子体填充金属光子晶体慢波结构(SWS)的色散特性仿真分析中, 研究了慢波结构参数和等离子体密度对等离子体填充慢波结构色散特性的影响. 结果表明, 无等离子体填充时, 通过轮辐天线加载激励信号方式得到的色散特性与其他方法差别不大; 与已有结果对比表明, 该方法适用于等离子体填充慢波结构的分析. 为了减小轮辐天线对腔体谐振频率的影响, 需要适当减薄轮辐天线的厚度, 并尽可能缩短其与反射面之间的距离. 天线的厚度越大越能激励慢波场, 越小谐振模式越容易被激励; 慢波结构周期膜片外半径和厚度对色散特性影响不大, 周期长度和膜片内半径对色散特性影响较大; 频率和相速色散曲线随等离子体密度上升而整体向高频区移动; 等离子体填充对低频模点的影响要大于对高频模点的影响; 对于慢波器件, 需要选择高频模点工作模式, 以减少腔的尺寸并降低电子注的初速度.
      通信作者: 欧阳征标, zbouyang@szu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61275043, 60877034)和深圳市科信局(批准号: 200805, CXB201105050064A)资助的课题.
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    Liu W X, Yang Z Q, Liang Z 2004 Int. J. Infrared Milli. 25 1053

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-02-05
  • 修回日期:  2015-03-25
  • 刊出日期:  2015-09-05

等离子体填充金属光子晶体慢波结构色散特性研究

  • 1. 深圳大学, 电子科学与技术学院, 深圳大学太赫兹技术研究中心, 深圳市微纳光子信息技术重点实验室, 深圳 518060;
  • 2. 电子科技大学 物理电子学院, 成都 610054
  • 通信作者: 欧阳征标, zbouyang@szu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61275043, 60877034)和深圳市科信局(批准号: 200805, CXB201105050064A)资助的课题.

摘要: 等离子体填充慢波器件为高效率、高功率真空电子微波源的发展提供了新的途径, 但其仿真和理论都具有一定的难度. 本文将通过轮辐天线加载激励信号的方法引入到等离子体填充金属光子晶体慢波结构(SWS)的色散特性仿真分析中, 研究了慢波结构参数和等离子体密度对等离子体填充慢波结构色散特性的影响. 结果表明, 无等离子体填充时, 通过轮辐天线加载激励信号方式得到的色散特性与其他方法差别不大; 与已有结果对比表明, 该方法适用于等离子体填充慢波结构的分析. 为了减小轮辐天线对腔体谐振频率的影响, 需要适当减薄轮辐天线的厚度, 并尽可能缩短其与反射面之间的距离. 天线的厚度越大越能激励慢波场, 越小谐振模式越容易被激励; 慢波结构周期膜片外半径和厚度对色散特性影响不大, 周期长度和膜片内半径对色散特性影响较大; 频率和相速色散曲线随等离子体密度上升而整体向高频区移动; 等离子体填充对低频模点的影响要大于对高频模点的影响; 对于慢波器件, 需要选择高频模点工作模式, 以减少腔的尺寸并降低电子注的初速度.

English Abstract

参考文献 (18)

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