特殊諧振腔高次諧波太赫茲回旋管研究.pdf

1、太赫茲電磁波指的是0.1-10THz（1THz=1012Hz）的電磁輻射。近年來(lái)，由于太赫茲波段電磁波產(chǎn)生與檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，極大地推動(dòng)了太赫茲技術(shù)的發(fā)展?；匦茏鳛槟壳肮β首畲蟮奶掌澼椛湓雌骷艿搅藝?guó)際學(xué)術(shù)界的高度重視。
　　為降低工作磁場(chǎng)通常可以采用高次諧波工作，然而采用高次諧波工作又會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題：模式競(jìng)爭(zhēng)。為了突破模式競(jìng)爭(zhēng)這一技術(shù)瓶頸，特殊橫截面諧振腔結(jié)構(gòu)被提出。該諧振腔能夠有效克服高次諧波太赫茲回旋管中模式競(jìng)爭(zhēng)，但由于腔

2、體邊界的特殊性使得傳統(tǒng)回旋管理論難以適用，多數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)如：注波耦合系數(shù)、起振電流、注-波互作用效率等難以獲得,這制約了對(duì)此類腔體回旋管的研究與發(fā)展。本學(xué)位論文針對(duì)上述問(wèn)題對(duì)特殊橫截面諧振腔回旋管非線性理論進(jìn)行了研究。具體工作如下：
　　1.本文在傳統(tǒng)回旋管的線性理論與非線性理論基礎(chǔ)上，提出通過(guò)引入電磁仿真高頻場(chǎng)數(shù)值解替代所需理論場(chǎng)解析解，給出了特殊橫截面諧振腔回旋管中注-波互作用、耦合系數(shù)和起振電流的計(jì)算方法，建立相關(guān)的自洽和非自

3、洽理論，并編寫(xiě)了計(jì)算程序模塊。
　　2.利用所編寫(xiě)程序,分別對(duì)圓波導(dǎo)諧振腔一次諧波TE03模、二次諧波TE26模和三次諧波TE37模電子回旋脈塞注-波互作用進(jìn)行了模擬計(jì)算，得到了互作用效率以及非線性情況下的起振電流與耦合系數(shù),研究比對(duì)使用理論場(chǎng)值情況下的計(jì)算結(jié)果，論證了本方法的可行性和可靠性。
　　3.對(duì)一種特殊橫截面諧振腔即波瓣波導(dǎo)諧振腔太赫茲回旋管進(jìn)行了研究，分析了波瓣波導(dǎo)諧振腔模式分布規(guī)律，選取最佳高階模式以克服模式競(jìng)