太赫茲準(zhǔn)光模式變換器的研究.pdf

1、回旋管作為一類重要的高功率太赫茲源，以其自身的優(yōu)良特性受到科學(xué)界的普遍關(guān)注。隨著回旋管技術(shù)不斷向更高功率和更高頻率范圍內(nèi)推進(jìn)，其工作模式也由傳統(tǒng)的TE0n圓電模式向TEmn邊廊模式轉(zhuǎn)變。模式變換器作為回旋管系統(tǒng)的重要組成部分，若采用傳統(tǒng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足這種模式上的轉(zhuǎn)變。為了解決這一問題，內(nèi)置式準(zhǔn)光模式變換器逐漸成為研究的焦點(diǎn)。與傳統(tǒng)波導(dǎo)模式變換器相比，內(nèi)置式準(zhǔn)光模式變換器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有效抑制反射、實(shí)現(xiàn)注-波分離、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2、目前國(guó)外各研究機(jī)構(gòu)對(duì)內(nèi)置式準(zhǔn)光模式變換器進(jìn)行了大量深入的研究，國(guó)內(nèi)的研究工作也逐步開展起來。在這種背景下，本文在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)這一類內(nèi)置式準(zhǔn)光模式變換器進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
　　首先，本文對(duì)過模結(jié)構(gòu)中的傳輸模式進(jìn)行光學(xué)等效，利用幾何光學(xué)理論探討了準(zhǔn)光模式變換器的一般工作原理。建立等效光學(xué)模型，介紹和分析準(zhǔn)光系統(tǒng)中的各組成部分，包括波導(dǎo)輻射器和反射鏡系統(tǒng)。并利用幾何光學(xué)理論計(jì)算輻射器的尺寸參數(shù)。對(duì)于改進(jìn)型的波導(dǎo)輻射器—Deniso

3、v輻射器，本文通過耦合波理論分析和計(jì)算內(nèi)壁加載的空間周期性微擾結(jié)構(gòu)對(duì)輻射器內(nèi)各模式耦合和分布的影響。
　　其次，利用矢量繞射理論分析和計(jì)算準(zhǔn)光系統(tǒng)中各口徑面的輻射場(chǎng)，以此作為參照對(duì)準(zhǔn)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以使得在輸出窗上形成基模高斯場(chǎng)分布。在反射鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，除了利用可以確定解析表達(dá)式的二次曲面反射鏡作為其組成結(jié)構(gòu)外，本文還對(duì)復(fù)雜曲面反射鏡—相位校正鏡進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，利用KSA誤差控制算法得到相位校正鏡的具體結(jié)構(gòu)。
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