特殊三反射鏡準(zhǔn)光腔回旋管的研究.pdf

1、三反射鏡準(zhǔn)光腔是一種介于普通微波諧振腔與光學(xué)諧振腔之聞的諧振系統(tǒng)，在發(fā)展新型電磁輻射源，尤其是基于真空電子學(xué)的高功率太赫茲輻射源方面可以發(fā)揮巨大的作用。本學(xué)位論文的研究目標(biāo)是探索太赫茲波段大功率、高效率回旋管的新途徑。準(zhǔn)光腔與電子回旋脈塞不穩(wěn)定性相結(jié)合是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)重要方向。 本論文的主要工作是： 1.研究了一種特殊的三反射鏡旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)光學(xué)諧振系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)。探討了腔體中的場(chǎng)分布、諧振條件，用MA

2、TLAB分析了場(chǎng)隨各參量變化的影響，同時(shí)也求得了腔體儲(chǔ)能的表達(dá)式。 2.基于回旋管的線(xiàn)性理論，運(yùn)用Laplace變換和留數(shù)定理求反演的方法，在線(xiàn)性Vlasov-Maxwell方程組的框架下，建立了特殊三反射鏡準(zhǔn)光腔回旋管的動(dòng)力學(xué)理論。導(dǎo)出了注一波互作用功率、頻偏和起振電流的公式，并運(yùn)用MATLAB進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值運(yùn)算。結(jié)果表明，這種回旋管工作于高次諧波狀況下能有較高的互作用功率，具有工作于太赫茲波段的潛力。 3.根據(jù)三反

3、射鏡準(zhǔn)光腔中場(chǎng)分布的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)三反射鏡準(zhǔn)光腔腔體模型，并利用粒子模擬軟件對(duì)腔體進(jìn)行了冷腔計(jì)算機(jī)模擬。冷腔測(cè)試所得的腔體中的電磁場(chǎng)分布與用理論方法推導(dǎo)出的場(chǎng)分布對(duì)比，兩者取得了很好的一致。 4。利用設(shè)計(jì)好的腔體模型，引入回旋電子注，對(duì)腔體進(jìn)行了熱腔計(jì)算機(jī)模擬，在基波模式下，獲得主頻為107.25 GHz，功率為47.7 KW的輸出波。在高次諧波工作模式下，獲得主頻為215.6 GHz，功率為129.33 KW的輸出波。基波和