雙電子注太赫茲輻射源的研究.pdf

1、為了發(fā)展大功率太赫茲輻射源，本學(xué)位論文首先對(duì)磁化等離子體填充波導(dǎo)中的電子注、波、等離子體三者互作用進(jìn)行了詳細(xì)的理論研究，提出利用雙流不穩(wěn)定性來(lái)產(chǎn)生大功率太赫茲輻射。同時(shí)對(duì)同軸腔雙電子注回旋管進(jìn)行了詳細(xì)的研究，得出利用同軸腔雙電子注回旋管產(chǎn)生大功率太赫茲輻射具有以下一系列的優(yōu)點(diǎn)：改善模式競(jìng)爭(zhēng)、提高輸出功率、實(shí)現(xiàn)雙頻工作等。 1、在研究磁化等離子體填充波導(dǎo)中電子注、波、等離子體三者互作用時(shí)，作者采用一種新的處理方法：等效介質(zhì)法。將等

2、離子體和電子注均考慮成一種特殊的媒質(zhì)，同時(shí)還考慮了電子注與等離子體的表面電流密度。利用這一處理方法計(jì)算給出了強(qiáng)流相對(duì)論電子注中電磁波的色散特性曲線；同時(shí)對(duì)磁化等離子體填充波導(dǎo)中注、波、等離子體互作用進(jìn)行了詳細(xì)的研究；另外作者還提出利用雙電子注之間的雙流不穩(wěn)定性來(lái)產(chǎn)生大功率太赫茲波。 2、對(duì)一種新型的同軸腔雙電子注回旋管進(jìn)行了詳細(xì)的研究。采用回旋管線性理論研究了同軸腔雙電子注回旋管的模式競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)現(xiàn)同軸腔雙電子注回旋管可以更好地抑制

3、模式競(jìng)爭(zhēng)。根據(jù)回旋管自洽非線性理論，在C++Builder程序開(kāi)發(fā)軟件基礎(chǔ)上編寫相關(guān)的計(jì)算程序，該程序可以處理雙電子注及同軸內(nèi)開(kāi)槽結(jié)構(gòu)。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，同軸腔雙電子注回旋管的注波互作用效率可達(dá)到同軸腔單電子注回旋管相同的水平。 3、研究發(fā)現(xiàn)在同軸腔雙電子注回旋管中利用雙電子注可以在同一諧振腔中同時(shí)激勵(lì)起兩個(gè)頻率的電磁波，其頻率相差ι倍(ι為諧波次數(shù))，即電子注一對(duì)應(yīng)激勵(lì)起一次諧波，電子注二對(duì)應(yīng)激勵(lì)起ι次諧波。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)了

4、一只工作頻率為一次諧波10GHz、二次諧波20GHz的同軸腔雙電子注回旋管，并對(duì)這一回旋管進(jìn)行了詳細(xì)的理論計(jì)算和數(shù)值模擬研究，同時(shí)還編寫相關(guān)的同軸腔多模多注非線性模式競(jìng)爭(zhēng)程序。理論研究、數(shù)值計(jì)算以及MAGIC粒子模擬均表明該同軸腔雙電子注回旋管可以實(shí)現(xiàn)雙頻工作。 4、作為同軸腔雙電子注回旋管的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)了一只工作頻率0.22THz、工作模式TE03模的圓柱波導(dǎo)諧振腔回旋管，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明所采用的設(shè)計(jì)方