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介质窗横向电磁场分布下的次级电子倍增效应

董烨 董志伟 杨温渊 周前红 周海京

介质窗横向电磁场分布下的次级电子倍增效应

董烨, 董志伟, 杨温渊, 周前红, 周海京
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-01
  • 修回日期:  2013-06-20
  • 刊出日期:  2013-10-05

介质窗横向电磁场分布下的次级电子倍增效应

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2013CB328904)

    国家自然科学基金(批准号:11305015,11105018)

    中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2012B0402064,2009B0402046)和国家高技术发展计划项目(863计划)资助的课题.

摘要: 本文利用自编P3D3V PIC程序, 数值研究了BJ32矩波导传输TE10模式高功率微波在介质窗内、 外表面引发的次级电子倍增过程, 给出了次级电子3维空间位置分布特征、介质窗表面法向静电场分布规律以及电子数密度分布特性. 模拟结果表明: 对于介质窗内侧, 微波强场区域率先进入次级电子倍增过程; 而对于介质窗外侧, 则是微波弱场区域优先进入次级电子倍增过程. 形成机理可以解释为: 微波坡印廷矢量方向与介质窗外表面法向相同而与内表面法向相反, 内侧漂移运动导致强场区域电子易于被推回表面, 有利于次级电子倍增优先形成; 外侧漂移运动导致强场区域电子易于被推离表面, 不利于次级电子倍增形成. 准3维模型相对1维模型: 介质窗内侧次级电子倍增过程中, 次级电子倍增进入饱和时间长、饱和次级电子数目少、平均电子能量高、 入射微波功率低、沉积功率低; 介质窗外侧次级电子倍增过程中, 次级电子倍增进入饱和时间短、饱和次级电子数目少、平均电子能量低、 入射微波功率低、沉积功率低. 沉积功率与入射微波功率比值与微波模式、强度及介质窗内外侧表面关系不大, 准3维和1维模型计算结果均在1%–2%左右水平.

English Abstract

参考文献 (18)

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