X波段等离子体填充返波管振荡器

描述等离子体填充微波器件的技术背景。从分析关键技术出发,着重给出等离子体阴极电子枪、等离子体辅助电子束传输聚束、以及等离子体辅助注波互作用的概念设计。提出一种Ｘ波段等离子体填充返波管的实施方案。     

等离子体阴极电子枪的实验研究

填充等离子体高功率微波器件具有独特的性能.然而等离子体正离子对电子枪的轰击通常会破坏材料阴极表面并降低其电子发射能力.解决此问题的一种新方案是采用等离子体阴极电子枪.本文设计制作了等离子体阴极电子枪,采用氦气馈气系统和脉冲调制器进行实验研究,得到电子枪放电电流与气体压强、调制器电压等的关系.实验表明,等离子体阴极可取代材料阴极作为大电流、长脉冲电子注源.     

调制电子束在空间等离子体中激发的电磁波辐射

当调制电子束入射进空间等离子体时,由于电子束本征电磁场在非均匀等离子体中的散射(渡越辐射transition radiation)或者电子束的纵向约束性可以产生电磁波辐射.基于这两种辐射机制,研究了半无界调制电子束从航天器入射进平面分层各向同性非均匀空间等离子体产生的电磁波辐射.结果表明,由背景等离子体非均匀性产生的电磁波辐射强度高于由束的纵向约束性引起的辐射强度通过对电子束的适当调制,可以满足辐射电磁波在局部等离子体谐振区域的共振条件,从而增大辐射强度.研究结果可用于对主动空间等离子体试验数据的分析.     

CO2激光诱导空气等离子体放电通道特性研究

为了研究高能脉冲CO₂激光诱导空气等离子体放电通道的特性,建立了高压电容充放电实验平台,激光束经离轴抛物聚焦镜汇聚,引发间距可调的盘状电极和针状电极之间的等离子体放电通道。利用电气参量测量、发射光谱测量等手段,分析了等离子体放电通道的启动特性、阻抗特性和等离子体密度。结果表明,激光束与放电方向同轴的结构以及较大的脉冲能量,使得激光诱导等离子体放电通道的启动时间大幅缩短,50mm间距的等离子体通道,启动时间约为2μs;激光诱导等离子体放电通道的阻抗很小,约1Ω~2Ω,并且阻抗值随放电电压的增加有减小的趋势,而与等离子体通道长度的关系不明显;由谱线的Stark展宽计算获得的空气击穿之后、放电启动之前的等离子体电子密度约为1019cm-3,尽管放电启动时等离子体辐射显著增强,但等离子体密度近乎单调下降。这些结果将有利于高能脉冲CO₂激光诱导空气等离子体放电通道的应用研究。     

等离子体通道天线的传播特性分析

文中提出了一种用于高功率微波武器系统的激光等离子体通道天线,简单阐述了该天线的具体实现方法,根据天线的工作原理,建立了等离子体通道天线的近似电磁模型.从柱坐标系下纵向分量所满足的波动方程出发,在柱坐标系中给出了纵向场与横向场的关系,利用边界条件分别导出了非磁化和磁化等离子体通道天线最严格的特征方程,并通过在极限条件下将本文结果与文献已有结果的对比,验证了文中所导结果的正确性和有效性.最后,分别数值计算了非磁化和磁化等离子体通道天线的色散曲线,为该天线的实际应用打下坚实的理论基础.     

新概念激光等离子体通道天线的研究

激光等离子体通道天线是一种具有卓越隐身性能的新概念天线.简单阐述了激光等离子体通道天线的系统实现,建立了等离子体通道天线的分析模型,结合边界条件推导出分析电磁波沿激光等离子体通道传播特性的特征方程和分析电磁波沿激光等离子体通道表面向外辐射特性的天线表面波模式色散方程,从而计算了激光等离子体通道天线的传播特性曲线和辐射方...     

纳秒紫外激光空气电离及等离子体导电实验研究

为了验证纳秒紫外激光大气等离子体通道技术的可行性,采用实验方法研究了248nm远紫外激光与实验室空气的相互作用,测试了相应的电离击穿阈值;尝试建立了连续的激光等离子体电离通道,并进行了激光等离子体通道直流电传输实验,得到的数据显示,在180m J单脉冲能量作用下,连续闪光柱长度8mm,可导电区长度约20mm。结果表明,纳秒紫外激光建立连续激光等离子体导电通道是可行的。     

电子束与等离子体互作用产生的宽带微波辐射

近年来，电子束与等离子体互作用产生高功率宽带微波辐射，由于其具有可调谐等优点而受到国际上普遍关注，这一互作用过程的辐射机制目前大致分为等离子体辐射和电子束辐射两大类，本文在简介了有关实验情况后，对几种辐射机制，包括逆Ｃｏｍｐｔｏｎ散射，孤立子场中群聚电子的辐射，非线性等离子体电流引起的辐射等作了评述。     

等离子体加载波纹波导的色散方程

本文在考虑离子通道及电子束注入后等离子体电子重新分布条件下,导得了填充等离子体波纹波导的注波互作用色散方程,并给出了不同条件下的具体表达式。研究表明,结果与不考虑离子通道相比有较大差异。     

脉宽大于100微秒的强流大截面电子枪

在CO_2激光器的研究过程中,发现利用普通技术放电,在振动激发比较有效的E/N下,不能产生适当的电离。这两者往往是矛盾的,这就导致人们寻求在最佳的E/N下能产生适度电离的技术,即把电离和激发分开控制的技术。美国阿符科公司首先提出了电子束控制主放电的技术。 目前就电子束的激励方法有电子束控制放电用的电子枪和电子束直接激发激光介质用的电子枪。就产生电子束的方式有热阴极电子枪、冷阴极场致发射电子枪和等离子体电子枪。     

纳秒激光大气等离子体通道的实验研究

为研究激光击穿大气等离子体通道的长度、寿命及导电特性,应用光束整形的方法将Nd∶YAG脉冲激光2.1 J的能量均匀分布到长度约为1 m的直线上,均匀击穿大气,形成等离子体通道。从空间和时间的角度,分别研究了该等离子体通道的长度、寿命,并使用电学探测手段研究通道的连续导电性。实验结果表明,纳秒激光大气等离子体通道连续导电的空间长度可达80 cm左右,存活寿命在500 ns以上,通道的电阻主要由耦合电阻构成。这些实验结果是飞秒激光大气等离子体通道研究的有益补充,并为大气等离子体通道的应用技术开发提供了实验依据。     

波纹波导加载等离子体后注波互作用的线性理论

本文综合考虑了系统存在的离子通道和电子束传输的脉动性能,导得了小信号下等离子体加载波纹波导的色散方程,并具体讨论了高频系统的色散特性,研究了电磁波增长率与等离子体密度间的关系.由于考虑了电子束注入后系统的变化,这种处理方法将更加符合微波器件的实际情况.     

大气压电子束等离子体密度诊断实验

大气压电子束等离子体密度诊断用微波法和光谱法较为合适,根据微波在等离子体中的传播特性,利用微波透过等离子体时透射能量衰减和相位变化,计算等离子体密度,并与光谱诊断结果进行比较,2种方法诊断结果基本一致。在微波诊断等离子体实验研究中,发现空气湿度对大气压等离子体密度有显著影响,利用大气化学模型仿真研究湿度对等离子体密度影响规律,获得与实验测试一致的结果。     

高亮度电子束及其作用

本文建议用脉冲激光形成的高温等离子体作为高亮度电子束源,估算表明亮度可能比热电子枪高百万倍.这种电子束源也许会对电子显微术和自由电子相干辐射有用.     

激光诱导等离子体加工石英微通道的损伤模型

利用调Q的Nd∶YAG激光器输出的纳秒激光脉冲诱导等离子体加工石英微通道,加工深度可达4.2 mm,通道内壁光滑。本文对激光脉冲与物质相互作用的移动损伤模型进行了研究,建立了适用于纳秒激光脉冲诱导等离子体加工石英微通道的损伤模型,利用损伤模型分析了通道特点,模型结果与实验结果基本相符。     

激光加工过程中激光诱导等离子体的光学研究

利用Q-开关Nd：YAG激光器产生的1．06μm、140ns的脉冲激光聚焦在空气中的石英靶上,采集激光诱导的石英等离子体发射光谱,在室温大气压下利用高速摄影机对激光加工过程中伴随产生的等离子体的动态过程进行监测研究;在局部热力学平衡条件（LET）近似下,估算了等离子体电子平均温度随时间的变化规律;提出室温下等离子体加工石英微通道过程中等离子体性质发生变化的特征时间为1000μs和400μs;影响等离子体加工质量的关键因素可能包括通道内部气压值。     

等离子体天线技术原理分析

介绍了2类常见的等离子体天线——等离子体介质天线和等离子体反射面天线,然后分别分析了其基本工作原理,并与金属天线对比,指出了等离子体天线在雷达隐身、可重构、低互耦性方面的独特优势,最后提出了一种新型的等离子体智能天线,为等离子体天线技术的研究提供了一种新方向。     

等离子体与等离子体隐身技术

等离子体隐身技术是一种新型的隐身技术,是雷达隐身技术的最新发展.介绍了等离子体的产生方法,讨论了等离子体的隐身机理,阐述了国内外等离子体隐身技术的研究进展.针对目前难以产生性能稳定的等离子体以及在目标表面难以形成持续均匀的等离子体层等技术难点,介绍了两种最新的改进措施,最后对等离子体隐身技术的发展前景进行了展望.     

表面波等离子体天线的柱状等离子体源参数研究

等离子体天线因其具有许多独特的性质而受到各国军方的广泛关注。本文首先介绍了表面波等离子体天线的基本原理及组成,并根据同轴对称表面波沿等离子体柱轴向传播的色散关系,研究了等离子体碰撞频率以及等离子体频率对表面波波矢的影响。文章最后对影响等离子体碰撞频率以及等离子体频率的因素进行了分析。     

含有部分填充等离子体柱的螺旋线混合模的理论分析

导出了含有部分填充等离子体柱的螺旋线中混合模的色散方程,计算出混合模的色散曲线并由此探讨了混合模的形成条件。研究了约束磁场对轴向电场的径向分布的影响。在低约束磁场下轴向电场的径向分布显示场与电子束的耦合显著增强,无聚焦磁场时存在着沿等离子体柱面传播的 TG模。