收藏本站
《电子科技大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

太赫兹频段扩展互作用振荡器研究

张开春  
【摘要】: 太赫兹波是介于远红外与毫米波之间的一种电磁辐射,有非常重要的学术和应用价值。本论文研究了一种太赫兹波扩展互作用振荡器(EIO)辐射源,进行了详细地理论研究和模拟研究以及实验研究,取得了令人满意的结果。 本论文的主要工作和创新之处: 一、提出一种适合于太赫兹波段的新型慢波结构——矩形重入耦合腔,作为太赫兹EIO的慢波谐振系统。 二、在理论上详细研究了该慢波系统的特性。分别采用导体微扰原理和脊波导的等效电路参数,研究了矩形重入谐振腔的频率和电路参数。接着采用等效电路模型研究矩形重入耦合腔慢波系统的色散特性。同时选择0.12THz和0.225THz两个频段,进行了相应的计算。 三、太赫兹波EIO的注-波互作用理论研究。在小信号的情况下,详细推导了电子注在各个间隙和漂移区中的运动方程、效率、电子归一化电导和起振电流等。利用大信号的电子圆盘模型,推导了各个电子圆盘在各个间隙和漂移区中的工作方程和在交界处的衔接方程。同时,采用MATLAB编制相应程序,在太赫兹频段中详细计算和讨论了以上这些参数,并确定了最佳工作距离。 四、通过理论研究确定的结构尺寸,分别采用CST和MAGIC电磁模拟软件对慢波系统的场分布、模式、色散特性进行了模拟研究,计算了耦合阻抗和特征阻抗。对特定结构的色散特性,理论结果和模拟结果取得了很好的一致,表明理论研究所采取的模型和参数是准确的。然后,采用MAGIC粒子模拟软件对特定系统下的EIO进行了粒子模拟,对于圆形电子通道0.12THz、0.225THz和矩形电子通道0.215THz EIO,输出峰值功率分别为512W、44W和200W,研究表明EIO具有很宽的工作电压。 五、结合国内的加工技术,尝试加工了0.11THz和0.22THz的慢波谐振系统。采取验证性实验方案,从8mm波段入手研制EIO整管,选择折叠波导作为慢波系统,以熟悉工艺和积累经验为目的,为今后的太赫兹EIO的研制奠定基础。设计了整管结构,采用圆柱状平板电子枪、线圈型脉冲磁场,进行了相应的整管实验研究,测试了阴极和电子枪性能测试、输出功率和频率,取得了初步的结果。这些实验研究获得了EIO工作的直观经验,为下一步进行太赫兹EIO的实验研究奠定了基础。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN752

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 陆希成;童长江;王建国;李小泽;王光强;李爽;王雪锋;;太赫兹真空电子器件微加工技术及后处理方法[J];真空科学与技术学报;2013年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 廖臣;三维电磁粒子模拟并行算法及其应用研究[D];电子科技大学;2010年
2 田东斌;环形光栅包层THz空芯波导器件的研究[D];电子科技大学;2011年
3 高鹏;行波管再生反馈振荡器的研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
2 陈静涛;8mm扩展互作用振荡器的研究[D];电子科技大学;2012年
3 马锐;等离子体填充微波器件研究[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴振华;张开春;刘盛纲;;0.1THz折叠波导扩展互作用振荡器辐射源研究[J];材料导报;2007年S2期
2 张开春;吴振华;刘盛纲;;120GHz矩形耦合腔扩展互作用振荡器模拟研究(英文)[J];材料导报;2007年S2期
3 张开春;祝大军;刘盛纲;;等离子体微波辐射简介和研究进展[J];大学物理;2006年08期
4 张昭洪,吴鸿适;耦合腔慢波结构特性研究[J];电子学报;1986年01期
5 张国兴,戴卢富,刘准;MAFIA软件模拟三维耦合腔慢波结构[J];电子学报;1997年06期
6 张百钢,姚建铨,王鹏,胡婧,禹延光,臧贵艳,张勇;周期极化晶体倍频的允许极化周期的研究[J];光电子·激光;2002年04期
7 曹俊诚;太赫兹辐射源与探测器研究进展[J];功能材料与器件学报;2003年02期
8 张显斌;碇智文;陈颍丽;施卫;依藤弘昌;;高性能85mm短腔光学参变振荡器的THz电磁波输出特性分析[J];光学学报;2006年04期
9 薛挺,华勇,杨德伟,赵青春,吴锜,丁洪,季晓芳;周期极化铌酸锂THz波产生理论分析[J];光子学报;2004年10期
10 张开春;吴振华;刘盛纲;;周期极化非线性晶体中太赫兹波辐射研究[J];强激光与粒子束;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 蔡军;W波段折叠波导慢波结构的研究[D];山东大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢爱根;郭胜利;李传起;裴元吉;;测量氧化镁的二次电子发射系数[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
2 谢爱根;宋标;赵浩峰;;高能有效真二次电子发射系数与逸出深度和入射角的关系[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年06期
3 谢爱根;雷勇;姚义俊;;较高能有效真二次电子发射系数与入射能量、能量幂次的关系[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年05期
4 闫昕;;太赫兹波段二维光子晶体传输器件的设计[J];半导体光电;2009年02期
5 张长青;宫玉彬;魏彦玉;王文祥;;亚毫米波折叠波导慢波结构的损耗特性研究[J];半导体光电;2010年06期
6 陆继珍;皮亦鸣;;太赫兹频段的近程ISAR成像系统[J];半导体技术;2009年06期
7 刘德忠,皮德富;自对准栅场发射三极管的设计[J];半导体技术;1997年05期
8 吴晓君;黄敏;陈晓姝;赵福利;贾天卿;王钢;许宁生;;飞秒激光作用ZnSe晶体产生和探测THz辐射的实验[J];半导体学报;2006年08期
9 冯莲芹,龚世强,许毅峰;电火花毛化的电参数及稳定性分析[J];宝钢技术;2001年S1期
10 左昉,高稚允;微光成像系统信噪比及图像探测特性研究[J];兵工学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王兵兵;黄志明;陆金星;黄敬国;沈学民;;基于非线性光学差频及参量效应的太赫兹源设计研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 相泽锋;林有希;谢炜;;电火花沉积陶瓷涂层耐磨性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
3 周彬;张文杰;;同轴谐振腔螺钉加载结构中的螺钉等效电纳拟合公式推导[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
4 裴继红;胡勇;谢维信;;太赫兹时域光谱图像的模拟分析[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
5 赵晓云;李家胤;汪海洋;;微波回旋波整流器高频结构中的频率漂移研究[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
6 傅文杰;鄢扬;刘盛纲;;0.44THz二次谐波回旋管的模拟与设计[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
7 朱存宝;张耀峰;尉伟;王建平;范乐;张波;王勇;;加速器真空室常用材料二次电子产额的测量[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2008年
8 陈将伟;唐东明;张豹山;杨燚;鹿牧;陆怀先;;入射角对微波在面内各向异性磁性薄膜中传播特征的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
9 张建;黄婉霞;罗轶;冯修军;张雅鑫;;莪术的太赫兹时域光谱研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
10 徐念喜;高劲松;冯晓国;赵晶丽;梁凤超;王岩松;陈新;王珊珊;朱华新;;一种适用于隐身天线罩的频率选择表面新单元研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李德华;光整流产生THz辐射及其转换效率的研究[D];山东科技大学;2010年
2 王海涛;月球车热控关键问题研究及材料光谱性质的选择性调节[D];中国科学技术大学;2010年
3 廖臣;三维电磁粒子模拟并行算法及其应用研究[D];电子科技大学;2010年
4 何俊;毫米波新型曲折波导行波管的研究[D];电子科技大学;2010年
5 王建勋;Ka波段回旋放大器及W波段带状束电子光学系统的研究[D];电子科技大学;2010年
6 赵晓云;基于回旋谐振机制的特殊电真空器件研究[D];电子科技大学;2011年
7 李晋;太赫兹雷达系统总体与信号处理方法研究[D];电子科技大学;2010年
8 陈蓓冉;同轴型准光腔短毫米波辐射源的研究[D];电子科技大学;2010年
9 殷毅;折叠型双脉冲—长脉冲调制器及其激光触发技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 桂林;光纤参量放大器中快慢光机理研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙清珍;太赫兹时域光谱系统实验的研究[D];山东科技大学;2010年
2 张守银;非线性光学差频及和频方法产生太赫兹波及延迟成像的研究[D];郑州大学;2010年
3 刘兴鹏;基于微波同轴谐振腔物料密度测量技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张欢;一维ZnO半导体纳米线的制备与场发射特性研究[D];辽宁师范大学;2010年
5 蔡娜;小波变换在THz时域光谱技术中的应用[D];河北工程大学;2010年
6 周细文;扩展的肖特基热发射理论研究[D];电子科技大学;2011年
7 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
8 郑德伟;连续太赫兹波层析成像实验研究[D];电子科技大学;2011年
9 凌伟;太赫兹波段多谐振Metamaterial器件的研究与设计[D];电子科技大学;2011年
10 吕晨光;微波炉介质盘复介电常数的测量研究[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱泳,闫桂珍,王成伟,王阳元;高深宽比深隔离槽的刻蚀技术研究[J];微纳电子技术;2003年Z1期
2 周永璋,丁毅,陈步荣;不锈钢化学抛光工艺研究[J];材料保护;2003年08期
3 吴振华;张开春;刘盛纲;;0.1THz折叠波导扩展互作用振荡器辐射源研究[J];材料导报;2007年S2期
4 刘大刚,祝大军,刘盛纲;爆炸式发射二极管的粒子模拟研究[J];电子科技大学学报;2005年04期
5 廖臣;祝大军;刘盛纲;;五点差分格式求解泊松方程并行算法的研究[J];电子科技大学学报;2008年01期
6 刘盛纲;钟任斌;;太赫兹科学技术及其应用的新发展[J];电子科技大学学报;2009年05期
7 吴振华;张开春;刘盛纲;;8mm带状注扩展互作用振荡器研究[J];电子科技大学学报;2010年01期
8 廖复疆;微型真空电子器件和太赫兹辐射源技术进展[J];电子学报;2003年09期
9 吴振华;张开春;刘盛纲;;折叠波导结构的THz振荡辐射源研究[J];电子学报;2009年12期
10 张开春;;太赫兹扩展互作用振荡器的矩形耦合腔特性研究[J];电子学报;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙广毅;高深宽比微纳结构模拟、加工及应用[D];南开大学;2010年
2 卓红斌;等离子体融断开关物理机制的粒子模拟研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 李斌;行波管幅相一致特性研究[D];电子科技大学;2003年
4 李建清;行波管三维非线性理论及其网络并行计算[D];电子科技大学;2003年
5 宋盛义;圆盘锥磁绝缘传输系统电磁性能及结构力学理论计算 [D];中国工程物理研究院;2004年
6 张晓萍;新型磁绝缘线振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 段兆云;螺旋线行波管中物理问题的研究[D];电子科技大学;2004年
8 明平美;UV-LIGA-微细电火花加工组合制造技术基础研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 蔡军;W波段折叠波导慢波结构的研究[D];山东大学;2006年
10 来国军;W波段回旋行波管放大器的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王冠军;矩形栅波导慢波系统的研究[D];电子科技大学;2005年
2 邓扬明;基于准LIGA技术制作微齿轮的研究[D];北京工业大学;2005年
3 张永晋;多注行波管高频系统研究[D];浙江大学;2006年
4 赖院欣;精密微小零件三维微细切削加工基础研究[D];广东工业大学;2006年
5 查金英;一种高功率、高性能径向虚阴极振荡器的数值模拟研究[D];电子科技大学;2006年
6 张天鹏;微细电火花加工工艺的基础性研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 汪菲;回旋管振荡器注波互作用的数值模拟[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
8 周一环;相对论速调管的理论研究及数值模拟[D];电子科技大学;2007年
9 黄宇;开放式梳形槽波导慢波系统研究[D];电子科技大学;2007年
10 于海波;应用于真空电子管的矩形栅慢波结构冷特性的数值模拟[D];山东大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 邓光晟;杨军;阮久福;吕国强;;双光栅绕射辐射器件谐振腔模式特性研究[J];真空科学与技术学报;2014年04期
2 邓光晟;杨军;阮久福;吕国强;;双光栅绕射辐射器件中模式竞争问题的研究[J];真空科学与技术学报;2014年09期
3 王光强;王建国;李爽;王雪锋;;过模表面波振荡器输出太赫兹波模式的影响因素分析[J];真空科学与技术学报;2014年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨长鸿;直线感应加速器的关键物理问题及三维数值算法研究[D];电子科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张李伟;光电导天线太赫兹辐射特性研究[D];西南科技大学;2013年
2 周定安;新型太赫兹空芯波导研究[D];北京交通大学;2014年
3 单云冲;THz光栅结构UV-LIGA光刻工艺研究[D];合肥工业大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 施卫,张显斌,贾婉丽,李孟霞,许景周,张希成;用飞秒激光触发GaAs光电导体产生THz电磁波的研究[J];半导体学报;2004年12期
2 杨中海,谢文楷;虚阴极高功率微波发生器的粒子模拟[J];电子学报;1992年12期
3 熊彩东,吴坚强,刘盛纲;电子束与等离子体互作用产生的宽带微波辐射[J];电子学报;1995年10期
4 吕卫,于意仲,丁欣,姚建铨;宽波段温度调谐MgO∶LiNbO_3光学参量振荡器[J];光学学报;2001年04期
5 夏海平,王金浩,章践立,张约品;ZnO对Eu:LiNbO_3晶体的性能及光谱性质影响[J];光学学报;2005年08期
6 赵超樱,谭维翰;非线性简并光学参量放大系统的量子起伏[J];光学学报;2005年08期
7 张显斌;碇智文;陈颍丽;施卫;依藤弘昌;;高性能85mm短腔光学参变振荡器的THz电磁波输出特性分析[J];光学学报;2006年04期
8 孙金海,赵国忠,张亮亮,钟华,沈京玲,张存林;外加电场和磁场对太赫兹辐射产生的影响[J];中国激光;2005年02期
9 李斌,杨中海;行波管相位一致性的理论研究与计算机模拟[J];强激光与粒子束;2001年04期
10 李斌,杨中海,张勇,莫元龙;幅相一致行波管高频电路CAD研究[J];强激光与粒子束;2002年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张军,钟辉煌;慢波结构的纵向谐振特性研究[J];微波学报;2004年01期
2 邢春超;高喜;兰峰;史宗君;杨梓强;梁正;;同轴内导体盘荷慢波结构注波互作用机理研究[J];信息与电子工程;2009年03期
3 刘春兴;鄢扬;傅文杰;;梯形慢波结构的研究[J];微波学报;2010年S1期
4 彭自安;微带型曲折线慢波结构的研究[J];电子学报;1983年04期
5 吴坚强,熊彩东,刘盛纲;填充等离子体介质筒慢波结构色散方程的研究[J];地质科技管理;1995年03期
6 史彦超;陈昌华;宋玮;邓昱群;孙钧;宋志敏;;O型契伦柯夫器件慢波结构高频特性[J];强激光与粒子束;2014年06期
7 张军,钟辉煌,舒挺;切伦柯夫相互作用中分段式慢波结构与均匀慢波结构的比较研究[J];强激光与粒子束;2004年03期
8 张大勇;冯进军;廖复疆;孔繁敏;蔡军;;微带型曲折线慢波结构冷测特性的计算机仿真[J];电子器件;2006年04期
9 肖仁珍;刘国治;林郁正;;充空气的同轴慢波结构高功率微波器件粒子模拟[J];强激光与粒子束;2007年06期
10 耿力东;郝世荣;杨宇;;周期慢波结构高频特性的仿真研究[J];计算机仿真;2009年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐学良;;环围慢波结构的理论计算和实验研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十届年会论文集(上册)[C];1995年
2 沈飞;魏彦玉;王少萌;许雄;岳玲娜;宫玉彬;王文祥;;一种新型微带曲折线慢波结构的研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 赵林新;杨梓强;梁正;;圆柱慢波结构色散特性研究[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
4 程澄;韦朴;朱露;周明干;杨明华;王严梅;王雪峰;张劲;孙小菡;;慢波结构夹持特性在线测试方法理论与实验研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集(上册)[C];2013年
5 张勇;莫元龙;周晓岚;李建清;;实用翼片加载螺带慢波结构特性研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(下)[C];2001年
6 于新华;蒙林;鄢杨;张红卫;;波纹内导体同轴慢波结构特性的研究[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
7 韩勇;刘燕文;丁耀根;刘濮鲲;;镀膜组件对螺旋线慢波结构性能的影响[A];中国真空学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
8 韩勇;刘燕文;丁耀根;刘濮鲲;;镀膜组件对螺旋线慢波结构性能的影响[A];中国真空学会2008学术年会论文集[C];2008年
9 刘鲁伟;魏彦玉;沈飞;殷海荣;岳玲娜;徐进;路志刚;赵国庆;唐涛;黄民智;王文祥;宫玉彬;;一种卷绕微带曲折线慢波结构的研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集(上册)[C];2013年
10 张文丙;阮智文;朱刚;李锐;贺兆昌;张代富;;高效率慢波结构的设计[A];中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集(上册)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 徐捷;一类用于微波源的慢波结构研究[D];电子科技大学;2012年
2 沈飞;微带型慢波结构的研究[D];电子科技大学;2012年
3 蔡军;W波段折叠波导慢波结构的研究[D];山东大学;2006年
4 张雍;螺旋线慢波结构特性研究与应用设计[D];兰州大学;2010年
5 赖剑强;交错双栅慢波结构的应用研究[D];电子科技大学;2012年
6 刘鲁伟;新型螺旋线慢波结构的研究[D];电子科技大学;2013年
7 朱俊;低磁场准单模Cerenkov型高功率毫米波器件研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 王浩英;高功率毫米波Cherenkov器件研究[D];电子科技大学;2005年
9 张开春;太赫兹频段扩展互作用振荡器研究[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯钧;金属柱平板慢波结构的三维模拟研究[D];电子科技大学;2009年
2 舟婕;矩形栅慢波结构及输入输出装置的研究[D];电子科技大学;2011年
3 于海波;应用于真空电子管的矩形栅慢波结构冷特性的数值模拟[D];山东大学;2007年
4 杨德欣;W波段新型慢波结构的研究[D];电子科技大学;2007年
5 赵海;新型平面微带型慢波结构的研究[D];电子科技大学;2012年
6 黄玲璋;毫米波介质加载梯形慢波结构特性研究[D];电子科技大学;2012年
7 王森林;V波段新型微带线平面慢波结构的研究[D];电子科技大学;2013年
8 蒋寒明;慢波结构在线冷测系统研究[D];电子科技大学;2008年
9 陈常婷;微带曲折线慢波结构的高频特性研究[D];电子科技大学;2011年
10 赵林新;契伦可夫器件高频结构研究[D];电子科技大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026