一种新型S波段高平均功率宽带速调管

该文介绍了一种新型S波段高平均功率宽带速调管的主要设计思想、模拟计算结果和实验结果。文中提出了具有理想高频通过率的高平均功率宽带速调管电子光学系统的验证方法,以及联合使用2.5D Arsenal-MSN code和KLY6两种软件去除带内功率凹点和改善高频性能的方法。最终的实验测试结果表明,这些方法是有效的。     

220 GHz耦合腔扩展互作用速调管研究

设计和研究了一种太赫兹波段耦合腔扩展互作用速调管,应用CST软件建模仿真得到其几何参数,进行冷腔仿真,得到了色散曲线和工作点,并且对其进行优化;再用PIC软件建模对其进行热仿真,在工作频率222.967GHz和工作电压12620V下得到管子的输出峰值功率为16W;3dB带宽为230MHz,效率为1.5%,带内最大增益为27.2dB。     

辐射型加热磁控注入电子枪温度均匀性和热形变分析

基于140 GHz兆瓦级回旋振荡器电子枪设计和研制,利用ANSYS热分析软件,建立相应的磁控注入电子枪模型,分析电子枪工作时阴极温度均匀性及热形变,尝试通过相关几何和电参数的调整,在改善阴极温度均匀性的基础上,尽可能消除热形变对电子轨迹质量的影响。通过对比相同加热功率下阴极发射带的实测温度及仿真温度,评价了仿真模型及结果的合理性,为阴极组件的实际设计提供了参考数据。     

S 波段高平均功率速调管输出腔的热分析

以S 波段、输出平均功率50kW 速调管输出腔为例,通过CST 软件计算输出腔表面电阻引起的功率损耗和漂移头截获的电子注功率;利用ANSYA 软件,模拟了输出腔表面的温度分布。通过改进冷却水路设计,相对有效地保证工程设计的可行性。     

连续Nd:YAG激光器输出功率曲线双峰结构的理论与实验研究

本文分析了内含热透镜平行凹谐振腔的性质在运动中的变化,以屈光度划分了稳区及非稳区,并根据稳区分布的对称性及稳腔的性质,分析了腔的损耗随泵浦功率的变化分析,进而对连续平行平凹腔的Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的输出功率特性作了详细分析,实验观测到了输出功率曲线的双峰结构,且测得的实验结果与我们的理论分析相一致。     

双端面抽运Nd:YVO_4激光器的理论和实验研究

基于传输矩阵理论,针对双端面抽运的"Z"型折叠腔Nd∶YVO_4 激光器的谐振腔设计进行了数值模拟,着重分析和比较了不同腔型稳定性的变化情况."Z"型折叠腔中关于臂长的选择对于稳定性影响较大,平凹腔在较低的泵浦功率范围更加稳定,双凹腔的稳区范围较小,但是却更适合在高泵浦功率下工作.分别采用平-凹和双凹腔型对Nd∶YVO_4的1 064 nm连续激光进行了研究,在相同腔长不同腔型下分别获得了稳定的1 064 nm高功率激光输出,谐振腔稳区范围和输出功率变化规律与理论计算吻合.     

高功率半导体激光器端面抽运连续固体激光器谐振腔的设计

提出了设计高功率半导体激光器（ＬＤ）端面抽运连续固体激光器谐振腔的基本原则。据此利用数值计算方法很容易得到理想的腔参数,使腔的热稳定范围相当宽;激光介质内基模半径不随抽运功率变化;腔内像散得到完全消除;在相当大的抽运功率范围内腔工作于稳区中心附近。实验结果证明：这种腔容易实现低阈值、高效、高功率的基模运转,光－光转换效率可达５０％ 。     

LD泵浦Nd:Gd0.42Y0.58VO4混晶激光器及其热效应研究

研究了激光二极管（LD）泵浦的Nd：Gd042Y0.58VO4混晶激光器在不同腔长下的输出特性.根据实验结果,分析了热透镜效应对腔稳定性和激光输出特性的影响,给出了热透镜效应的有关参数,为腔体的优化设计提供了一定的理论依据.采用简单的平-凹腔结构,在注入泵浦功率为8.6 W时,得到最大1 064 nm近红外激光的输出为3.78 W,光-光转换效率为43.9%.     

单宽域有效动态稳定腔的理论与实验研究

根据谐振腔理论,详细分析了内含热透镜的平凹腔的动态稳定性.指出在某一特定情形下,平凹腔可以只存在单一的稳定区.在此基础上,笔者以最佳输出功率曲线为目标,选择了一组腔参数,实验结果表明,该激光器在较宽的泵浦功率范围内,其输出功率与输入呈现良好的线性关系.     

缺陷接地结构抑制微波器件谐波

对目前应用于微波设计领域的缺陷接地结构(Defected Ground Structure,简称 DGS)进行了介绍,通过电磁场分析软件对非对称DGS进行了分析和优化;根据DGS在某些频率点上的谐振特性,充分利用其带阻特性抑制谐波分量,设计出一种非对称DGS,对工作在S波段2.45 GHz的微波功率器件的二次谐波、三次谐波进行了有效地抑制,在4.9 GHz和7.35 GHz正向传榆系数分别是-14.32 dB和-12.1 dB,仿真和测试结果表明,非对称DGS可以抑制微波器件谐波,有效地提高微波功率器件性能.     

内含热薄透镜四镜环形腔的光束特性

二平二凹四镜8字型环形腔是色心激光、激光陀螺等研究经常采用的谐振腔。本文采用热薄透镜模型,运用等效腔方法,分析了四镜环形腔的光束特性。详细讨论了热效应对谐振腔基本特性的影响,给出了四镜环形腔的热不灵敏条件。这些结果对谐振腔的设计和应用具有一定的指导作用。     

不同夹持方式下不同高反膜系腔镜的热形变分析

在研究高功率激光辐照下激光器腔镜表面热形变分布时通常会忽略其表面镀有的高反射膜系。利用有限元分析软件ANSYS比较了特定激光辐照(吸收功率250W,外环半径4 cm、内环半径2 cm的同轴环形光束,30s)下的高反腔镜在不同夹持方式下的热形变分布,同时考虑了腔镜表面镀有的两种不同高反膜系及膜系中的驻波场的影响,并与通常忽略膜系的情况进行了对比分析。研究表明,采用压圈法时,三种情况下热形变分布的差异相对较小;采用压板法时,三者形变分布产生了明显的差异,镜面中心可能上凸、下凹或者平缓;采用三点法时,尽管镜面中心热形变分布较为平缓,但在环状光束辐照区域内三者仍有明显差异。因此,膜系内驻波场对腔镜热形变分布的影响不能轻易忽略。     

基于相位差误差补偿的磁元件损耗测量法

准确评估磁元件损耗对高频功率变换器效率和热设计至关重要。交流功率法广泛用于低频领域的电气电子设备功率和元器件损耗的测量，该方法对电压和电流之间的相位差比较敏感，导致交流功率法在高频领域难以准确测量被测件的损耗。本文提出一种采用无感电阻进行相位差误差补偿的测量方法，克服了相位差的测量误差对高频磁元件损耗测量的影响。分析了测量方法的工作原理，通过求解无感电阻和磁元件损耗的测量公式以消除相位差导致的测量误差，得到新的磁元件损耗测量公式。进一步分析了新测量方法的影响因素，以降低其对测量结果的影响。最后，建立了一个测量平台，在1.2 MHz频率范围内正弦波激励工况下对两种磁元件进行损耗测量，并与阻抗测量法和量热法进行了对比。实验结果验证了提出的方法能够准确有效地测量高频磁元件的损耗。     

W波段回旋行波管仿真设计与热测实验

通过软件仿真方法分析和设计了W波段回旋行波管的输入输出耦合器、磁控注入式电子枪以及高频互作用电路,根据优化结果加工了实物并进行了热测实验.实验结果表明,电子注电压60 k V,电流6 A,在94 GHz频率获得了最大峰值功率78 k W,增益53.9 d B以及21.7%的效率,峰值功率大于50 k W带宽达到3.8 GHz.PIC粒子模拟和热测实验均表明,设计的W波段回旋行波管能够稳定的工作,从而证明周期加载高频互作用电路在抑制寄生模式以及自激振荡方面具有很大的优势.     

大功率介质腔滤波器设计

针对腔体滤波器在低气压环境下容易发生功率击穿的难题,提出了一种高Q值介质腔滤波器的设计方法,可以有效地提高滤波器低气压功率放电的阈值,按照此方法,设计了一款TM模介质腔滤波器,使用CST、Ansoft Designer软件进行仿真和优化,使用矢量网络分析仪对制作的产品进行了性能测试,测试曲线和仿真曲线完全吻合,此滤波器能够在低气压(13~101 000 Pa)环境中通过20 W的功率信号,且滤波器Q值高,体积小。     

激光二极管端面抽运Tm:YAG激光器

研究了输出波长为2.018μm的激光二极管(LD)抽运Tm∶YAG激光器。通过准三能级系统的速率方程,分析了激光系统的抽运阈值和斜率效率。同时,利用ABCD矩阵分析了平凹腔和双凹腔的腔型稳定条件和模式匹配情况。实验时采用785 nm的光纤耦合半导体激光器为抽运源,当采用平凹直腔,Tm∶YAG晶体为5℃时,获得了4.04 W的连续激光输出,激光器斜率效率为35.4%,光-光转换效率为26.4%。实验比较了不同晶体温度下Tm∶YAG激光器的阈值、功率和效率。实验结果与理论分析基本吻合。此外,还研究了激光器腔型对激光输出功率和效率的影响。     

一种新型的热稳腔

一种新型的热稳腔,由半导体激光泵浦源、全反射镜、固体激光介质、x向位置可移动的补偿透镜、输出镜及x向移动控制装置组成.在激光谐振腔内放置一x向位置可根据激光输出功率的变化而移动的补偿透镜,从而在大功率激光输出时消除腔内的热透镜效应,形成一热稳定腔.该热稳定腔可应用于大功率半导体泵浦固体激光器,有效消除腔内的热透镜效应,在激光大功率输出时保证激光器性能稳定可靠.     

用于YAG激光器的虚共心介稳腔

本文介绍了对YAG虚共心介稳腔输出特性的实验研究结果。得出了虚共心介稳腔的放大率因子M,腔长L对输出能量、场图均匀性和发散角的影响规律。通过与平凹稳定腔的比较进一步显示了这种腔形对中小功率固体激光器的实用价值。     

一种超宽带双信道速调管输出回路的设计和实验

该文介绍了一种超宽带双信道速调管输出回路的设计思路和实现过程。以Ansoft HFSS软件为设计平台,在S波段设计出一个带宽超过550 MHz的超宽带双信道双间隙耦合腔输出回路。设计了信道转换机构,并分别确定了两个信道的谐振腔参数。得出了不改变两个谐振腔参数,只需调节耦合槽的尺寸就能够实现信道转换的结论。通过对HFSS软件建立的模型进行计算,得到了双间隙耦合腔输出回路中各模式的频率,与冷测结果基本一致。利用集中元件等效电路法计算了双间隙耦合腔输出回路的间隙阻抗,计算结果与冷测结果基本一致。     

基模稳功率固体激光器的实验研究

本文分析了含有热透镜的固体激光腔,动力学稳定性、模式特性和输出功率特性对动力学因子的依赖关系,得出了稳模输出和稳功率输出的一般条件。实现了连续Nd∶YAG激光器运转在稳功率点,获得较大功率的基模输出。