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大功率0.34 THz辐射源中慢波结构的优化设计

李爽 王建国 童长江 王光强 陆希成 王雪锋

大功率0.34 THz辐射源中慢波结构的优化设计

李爽, 王建国, 童长江, 王光强, 陆希成, 王雪锋
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  • 为研制大功率太赫兹源, 提出以切连科夫表面波振荡器为基础, 采用过模结构来研究0.34 THz信号的产生. 重点研究了慢波结构的各参数对器件输出性能的影响, 对慢波结构进行了优化设计, 并采用数值模拟方法, 对慢波结构实际参数的选取和实验中所允许的加工精度提了具体要求; 最后采用粒子模拟对该结构进行了"热腔"模拟计算. 结果表明该结构能够产生频率为0.34 THz, 输出功率约为7.8 MW的太赫兹信号, 并且稳定工作于表面波振荡器状态. 该结果为下一步0.34 THz太赫兹源的研制奠定了基础.
    [1]

    Dragoman D, Dragoman M 2004 Prog. Quant. Electron. 28 1

    [2]

    Booske J H 2008 Phys. Plasmas 15 055502

    [3]

    Xu J Z, Zhang X C 2007 The Science, Technology and Applications of Telahertz (Beijing: Beijing University Press) pp5-7 (in Chinese) [许景周, 张希成 2007 太赫兹科学技术和应用(北京: 北京大学出版社)第5–7页]

    [4]

    Zhang H, Wang J G, Tong C J, Li X Z, Wang G Q 2009 Phys. Plasmas 16 123104

    [5]

    Li X Z, Wang J G, Song Z M, Chen C H, Sun J, Zhang X W, Zhang Y C 2012 Phys. Plasmas 19 083111

    [6]

    Wang G Q, Wang J G, Li X Z, Fan R Y, Wang X Z, Wang X F, Tong C J 2010 Acta Phys. Sin. 59 8459 (in Chinese) [王光强, 王建国, 李小泽, 范如玉, 王行舟, 王雪锋, 童长江 2010 物理学报 59 8459]

    [7]

    Wang G Q, Wang J G, Tong C J, Li X Z, Wang X F 2011 Acta Phys. Sin. 60 030702 (in Chinese) [王光强, 王建国, 童长江, 李小泽, 王雪锋 2011 物理学报 60 030702]

    [8]

    Li X Z, Wang G Q, Wang J G, Tong C J, Wang X F, Song Z M, Li S, Lu X C 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 451 (in Chinese) [李小泽, 王光强, 王建国, 童长江, 王雪锋, 宋志敏, 李爽, 陆希成 2013 强激光与粒子束 25 451]

    [9]

    Ives L, Kory C, Read M, Neilson J, Caplan M, Chubun N, Schwartzkopf S, Witherspoon R 2003 Proceedings of SPIE Orlando, USA, April 21, 2003 pp71-82

    [10]

    Vlasov A N, Shkvarunets A G, Rodgers J C, Carmel Y, Antonsen T M, Abuelfadl T M, Duan L, Cherepenin V A, Nusinovich G S, Botton M, Granatstein V L 2000 IEEE Trans. Plasma Sci. 28 550

    [11]

    Amin M R, Ogura K, Kitamura H, Minami K, Watanabe T, Carmel Y, Weaver J, Destler W W, Granatstein V L, Main W 1995 IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques 43 815

    [12]

    Zhang H, Wang J G, Tong C J 2008 J. Xi'An Jiaotong Univ. 42 1531 (in Chinese) [张海, 王建国, 童长江 2008西安交通大学学报 42 1531]

    [13]

    Nusinovich G S, Bliokh Y P 2000 Phys. Plasmas 7 1294

    [14]

    Feng J J, Liao F J, Zhu M, Yan T C 2005 Vacuum Electron. 6 8 (in Chinese) [冯进军, 廖复疆, 朱敏, 闫铁昌2005真空电子技术 6 8]

    [15]

    Wang J G, Zhang D H, Liu C L, Li Y D, Wang Y, Wang H G, Qiao H L, Li X Z 2009 Phys. Plasmas 16 033108

    [16]

    Wang J G, Wang Y, Zhang D H 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 681

    [17]

    Tong C J, Li X Z, Wang J G, Wang X Z, Wang G Q 2009 Proceedings of SPIE Beijing, China, June 17-19, 2009 p738510

  • [1]

    Dragoman D, Dragoman M 2004 Prog. Quant. Electron. 28 1

    [2]

    Booske J H 2008 Phys. Plasmas 15 055502

    [3]

    Xu J Z, Zhang X C 2007 The Science, Technology and Applications of Telahertz (Beijing: Beijing University Press) pp5-7 (in Chinese) [许景周, 张希成 2007 太赫兹科学技术和应用(北京: 北京大学出版社)第5–7页]

    [4]

    Zhang H, Wang J G, Tong C J, Li X Z, Wang G Q 2009 Phys. Plasmas 16 123104

    [5]

    Li X Z, Wang J G, Song Z M, Chen C H, Sun J, Zhang X W, Zhang Y C 2012 Phys. Plasmas 19 083111

    [6]

    Wang G Q, Wang J G, Li X Z, Fan R Y, Wang X Z, Wang X F, Tong C J 2010 Acta Phys. Sin. 59 8459 (in Chinese) [王光强, 王建国, 李小泽, 范如玉, 王行舟, 王雪锋, 童长江 2010 物理学报 59 8459]

    [7]

    Wang G Q, Wang J G, Tong C J, Li X Z, Wang X F 2011 Acta Phys. Sin. 60 030702 (in Chinese) [王光强, 王建国, 童长江, 李小泽, 王雪锋 2011 物理学报 60 030702]

    [8]

    Li X Z, Wang G Q, Wang J G, Tong C J, Wang X F, Song Z M, Li S, Lu X C 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 451 (in Chinese) [李小泽, 王光强, 王建国, 童长江, 王雪锋, 宋志敏, 李爽, 陆希成 2013 强激光与粒子束 25 451]

    [9]

    Ives L, Kory C, Read M, Neilson J, Caplan M, Chubun N, Schwartzkopf S, Witherspoon R 2003 Proceedings of SPIE Orlando, USA, April 21, 2003 pp71-82

    [10]

    Vlasov A N, Shkvarunets A G, Rodgers J C, Carmel Y, Antonsen T M, Abuelfadl T M, Duan L, Cherepenin V A, Nusinovich G S, Botton M, Granatstein V L 2000 IEEE Trans. Plasma Sci. 28 550

    [11]

    Amin M R, Ogura K, Kitamura H, Minami K, Watanabe T, Carmel Y, Weaver J, Destler W W, Granatstein V L, Main W 1995 IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques 43 815

    [12]

    Zhang H, Wang J G, Tong C J 2008 J. Xi'An Jiaotong Univ. 42 1531 (in Chinese) [张海, 王建国, 童长江 2008西安交通大学学报 42 1531]

    [13]

    Nusinovich G S, Bliokh Y P 2000 Phys. Plasmas 7 1294

    [14]

    Feng J J, Liao F J, Zhu M, Yan T C 2005 Vacuum Electron. 6 8 (in Chinese) [冯进军, 廖复疆, 朱敏, 闫铁昌2005真空电子技术 6 8]

    [15]

    Wang J G, Zhang D H, Liu C L, Li Y D, Wang Y, Wang H G, Qiao H L, Li X Z 2009 Phys. Plasmas 16 033108

    [16]

    Wang J G, Wang Y, Zhang D H 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 681

    [17]

    Tong C J, Li X Z, Wang J G, Wang X Z, Wang G Q 2009 Proceedings of SPIE Beijing, China, June 17-19, 2009 p738510

  • [1] 陈再高, 王建国, 王光强, 李爽, 王玥, 张殿辉, 乔海亮. 0.14太赫兹同轴表面波振荡器研究. 物理学报, 2014, 63(11): 110703. doi: 10.7498/aps.63.110703
    [2] 陈再高, 王建国, 王玥, 张殿辉, 乔海亮. 欧姆损耗对太赫兹频段同轴表面波振荡器的影响. 物理学报, 2015, 64(7): 070703. doi: 10.7498/aps.64.070703
    [3] 王光强, 王建国, 李爽, 王雪锋, 陆希成, 宋志敏. 0.34 THz大功率过模表面波振荡器研究. 物理学报, 2015, 64(5): 050703. doi: 10.7498/aps.64.050703
    [4] 赵文娟, 陈再高, 郭伟杰. 慢波结构爆炸发射对高功率太赫兹表面波振荡器的影响. 物理学报, 2015, 64(15): 150702. doi: 10.7498/aps.64.150702
    [5] 郭伟杰, 陈再高, 蔡利兵, 王光强, 程国新. 0.14 THz双环超材料慢波结构表面波振荡器数值研究. 物理学报, 2015, 64(7): 070702. doi: 10.7498/aps.64.070702
    [6] 任泽平, 陈再高, 陈剑楠, 乔海亮. 频率色散表面阻抗对真空电子太赫兹源的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 040701. doi: 10.7498/aps.69.20191488
    [7] 李小泽, 滕雁, 王建国, 宋志敏, 张黎军, 张余川, 叶虎. 过模结构表面波振荡器模式选择. 物理学报, 2013, 62(8): 084103. doi: 10.7498/aps.62.084103
    [8] 王光强, 王建国, 李爽, 王雪锋, 童长江, 陆希成, 郭伟杰. 0.14THz过模表面波振荡器的模式分析. 物理学报, 2013, 62(15): 150701. doi: 10.7498/aps.62.150701
    [9] 陈兆权, 殷志祥, 陈明功, 刘明海, 徐公林, 胡业林, 夏广庆, 宋晓, 贾晓芬, 胡希伟. 负偏压离子鞘及气体压强影响表面波放电过程的粒子模拟. 物理学报, 2014, 63(9): 095205. doi: 10.7498/aps.63.095205
    [10] 陈兆权, 夏广庆, 刘明海, 郑晓亮, 胡业林, 李平, 徐公林, 洪伶俐, 沈昊宇, 胡希伟. 气体压强及表面等离激元影响表面波等离子体电离发展过程的粒子模拟. 物理学报, 2013, 62(19): 195204. doi: 10.7498/aps.62.195204
    [11] 刘洋, 徐进, 许雄, 沈飞, 魏彦玉, 黄民智, 唐涛, 王文祥, 宫玉彬. V形曲折矩形槽慢波结构的研究. 物理学报, 2012, 61(15): 154208. doi: 10.7498/aps.61.154208
    [12] 江月松, 聂梦瑶, 张崇辉, 辛灿伟, 华厚强. 粗糙表面涂覆目标的太赫兹波散射特性研究. 物理学报, 2015, 64(2): 024101. doi: 10.7498/aps.64.024101
    [13] 张银, 冯一军, 姜田, 曹杰, 赵俊明, 朱博. 基于石墨烯的太赫兹波散射可调谐超表面. 物理学报, 2017, 66(20): 204101. doi: 10.7498/aps.66.204101
    [14] 阎昊岚, 程雅青, 王凯礼, 王雅昕, 陈洋玮, 袁秋林, 马恒. 烷基环己苯异硫氰酸液晶材料太赫兹波吸收. 物理学报, 2019, 68(11): 116102. doi: 10.7498/aps.68.20190209
    [15] 孙会娟, 赵冬梅, 施宇蕾, 周庆莉, 李磊, 张存林. 基于人工复合材料的太赫兹波双波段滤波. 物理学报, 2011, 60(9): 093301. doi: 10.7498/aps.60.093301
    [16] 张会云, 刘蒙, 张玉萍, 申端龙, 吴志心, 尹贻恒, 李德华. 连续波抽运气体波导产生太赫兹激光的理论研究. 物理学报, 2014, 63(2): 020702. doi: 10.7498/aps.63.020702
    [17] 张玉萍, 李彤彤, 吕欢欢, 黄晓燕, 张会云. 工字形太赫兹超材料吸波体的传感特性研究. 物理学报, 2015, 64(11): 117801. doi: 10.7498/aps.64.117801
    [18] 牛青辰, 苟君, 王军, 蒋亚东. 钛圆盘阵列增强微测辐射热计太赫兹波吸收特性. 物理学报, 2019, 68(20): 208501. doi: 10.7498/aps.68.20190902
    [19] 胡海峰, 蔡利康, 白文理, 张晶, 王立娜, 宋国峰. 基于表面等离子体的太赫兹光束方向调控的模拟研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014220. doi: 10.7498/aps.60.014220
    [20] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-03
  • 修回日期:  2013-02-27
  • 刊出日期:  2013-06-05

大功率0.34 THz辐射源中慢波结构的优化设计

  • 1. 西北核技术研究所, 西安 710024;
  • 2. 西安交通大学电子与信息工程学院, 西安 710049

摘要: 为研制大功率太赫兹源, 提出以切连科夫表面波振荡器为基础, 采用过模结构来研究0.34 THz信号的产生. 重点研究了慢波结构的各参数对器件输出性能的影响, 对慢波结构进行了优化设计, 并采用数值模拟方法, 对慢波结构实际参数的选取和实验中所允许的加工精度提了具体要求; 最后采用粒子模拟对该结构进行了"热腔"模拟计算. 结果表明该结构能够产生频率为0.34 THz, 输出功率约为7.8 MW的太赫兹信号, 并且稳定工作于表面波振荡器状态. 该结果为下一步0.34 THz太赫兹源的研制奠定了基础.

English Abstract

参考文献 (17)

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