Efficient Excitation of Hybrid Modes in a THz Clinotron

Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves - Various regimes of hybrid, bulk-surface, modes being excited in the clinotron oscillator with a sheet electron beam and nonuniform grating...     

太赫兹真空源斜注管高频结构研究

斜注管的工作原理是将电子注稍微倾斜于慢波系统表面,通过改变电子注的倾角,来优化有效互作用长度,实现较高的输出功率和效率,可以作为一种新型高功率太赫兹器件。本文就国外的发展情况进行了评述。初步设计了W波段斜注管的几何尺寸和电尺寸,并对其“冷”特性进行了初步研究。     

双模光泵反射腔式THz激光中的多拉曼效应

在半经典密度矩阵理论的基础上,理论研究了双纵横CO2-9R（30）光泵小型腔式NH3分子67.2μm THz激光过程中的多拉曼相互作用,并研究了不同泵浦功率,工作气压和激光管长等工作参数条件下多拉曼相互作用规律和对67.2μm远红外激光频谱特性的影响。     

太赫兹波传播过程中横模分布的成像

研究了焦点位置附近太赫兹波的横模分布,目的在于了解系统中太赫兹波的横向分布情况,为进行太赫兹光谱和成像实验提供依据。通过太赫兹波逐点扫描成像,对经常被用来放置测试样品位置附近的太赫兹波横模分布情况进行了定性的分析。利用“狭缝法"测量了太赫兹光束的束宽。结果表明,太赫兹波在焦点附近不同位置的横向分布有较大差异,在焦点处对应于最长波长1.5 mm的最小光斑直径约为1.0 mm,这说明太赫兹波的聚焦有一定的限度。实验确定了系统中放置样品的最佳位置,对开展太赫兹光谱和成像研究有参考价值。     

Influence of Reflections on Frequency Tunability and Mode Competition in the Second-Harmonic THz Gyrotron

Effect of delayed reflection on operation of a second-harmonic terahertz (THz)-band gyrotron is studied. Theoretical analyses, numerical calculations, and experimental observations for the 0.394-THz Fukui University (FU) and continuous wave (CW) IIB gyrotron are presented. The reflections decrease starting current and expand frequency tunability range owing to excitation of high-order axial modes. They also increase frequency stability, i.e., reduce frequency change due to variation of the magnetic field. In addition, the reflections strongly affect mode competition causing suppress of the second-harmonic mode by the fundamental one and vice versa or, in the case of cooperative mode interaction, mutual power increase.     

表面粗糙度对太赫兹反射测量的影响

材料表面粗糙度会影响太赫兹无损检测结果。当材料表面粗糙度在微波区可以忽略不计时,在波长更短的太赫兹频段则需要考虑在内。研究讨论了在太赫兹频率下粗糙表面散射对反射谱的影响。通过考虑单个样品的反射模型,利用基尔霍夫近似可以将粗糙表面的反射信号与光滑表面的反射信号进行关联。此外,采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统对不同粗糙度的葡萄糖片进行了测量,并对其反射光谱进行了分析。反射光谱结果表明,由于表面粗糙度引起的漫散射减弱了接收端反射光谱的强度。为了减小粗糙度对光谱的影响,提出了一种能恢复光谱功率的补偿方法。在0.5 THz和1 THz时,具有360目粗糙度规格样品的功率谱分别增加了约3 dB和9 dB。因此,可以认为所提出的粗糙表面光谱补偿方法在未来太赫兹无损检测技术的发展中具有一个特定的参考价值。     

High-Field Effect of THz Radiation from Biased Large-Aperture Photoconducting Antennas

By introducing into the hot electron model, the authors have analyzed the THz radiation, which is excited by femtosecond laser from Large-Aperture InP photoconducting antennas biased electric field. Theoretic simulation shows that the departure of detected electric field from linear relationship with biased electric field comes from the high field effect of the transport process of free carriers.     

中物院高功率THz FEL装置波导的物理设计

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合目前FEL实验的实际情况,完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了不同频段实验所需合适的波导间隙。理论分析与数值模拟表明,光腔加入波导管后减少了腔损耗,使腔内增益提高约30%。完成了不同波导间隙在不同频段的影响计算,并确定了不同频段合适的波导间隙。进一步考察了波导间隙在14 mm和22 mm时对光腔质量及品质的影响。     

外加电场和磁场对太赫兹辐射产生的影响

通过对半导体太赫兹发射极在有和没有外加电场和磁场作用下发射光谱的测量。说明了外加电场和磁场对太赫兹电磁辐射的产生具有增强作用。采用反射式发射极在飞秒激光作用下辐射太赫兹脉冲的装置，同时利用电光取样方法探测太赫兹电场，得到了这些发射极的时域发射光谱，并通过快速傅里叶变换(FFT)得到了相应的频域光谱。实验表明，太赫兹时域发射光谱和频谱在外加电场、磁场作用下都有增强，但是所发射的频率成分和带宽都没有改变。借助于经典电磁理论的定性分析，认为太赫兹发射光谱在外加电场、磁场作用下的增强起源于半导体中载流子的加速运动受外加电场和磁场的影响。     

W波段斜注管高频结构的设计和注波互作用模拟

斜注管是返波管的一种,其基本原理是将电子注稍微倾斜于慢波结构表面,通过改变电子注的倾角来优化有效互作用长度,达到更高的输出功率和效率.本文论述了斜注管的基本原理,对其冷特性进行了研究,初步设计了W波段斜注管慢波结构,并利用3D电磁模拟软件,对其注-波互作用进行了模拟,模拟得到20W的输出功率以及15GHz的带宽.     

基于等价CCII结构的电压型/电流型转换方法

提出一种新的电压型电路转换为电流型电路方法。根据运算放大器及电流传输器(CCII)的原理给出了等价电流传输器结构。由运算放大器及其等价电流传输器结构的替换并结合伴随网络定理,可将电压型电路转换为电压操作信号和电流操作信号的电流型电路。通过SallenKey低通滤波电路说明该方法的正确性,并给出ADS仿真结果。     

金属膜对单介质板太赫兹波导传输特性的影响

理论分析了对称金属薄膜镀层对厚单介质板太赫兹波导TM模传输特性的影响,发现镀膜前后TM模损耗相差巨大,并且随太赫兹频率的增加TM模损耗差异会更大。对低损耗厚单介质板,金属膜对TM模损耗的影响不可忽视。进一步研究了镀膜对TM模模场分布的影响,发现镀膜前后厚单介质板内TM模模场分布显著不同。     

0.1 THz辐射对大鼠海马神经元兴奋性的影响

采用频率为0.1 THz、功率密度为2.65 mW/cm2的太赫兹光源分别辐射SD大鼠海马神经元5,15,25 min,通过神经元膜电位的变化,研究了太赫兹辐射对海马神经元兴奋性的影响,结果发现,15 min和25 min的太赫兹辐射会显著诱发海马神经元去极化,从而提高其兴奋性。为了探究太赫兹辐射提高神经元兴奋性的原因,检测了神经元内Ca^2+、Na^+和K+浓度的变化,结果表明,此辐射使海马神经元内Ca^2+、Na^+浓度增加,K+浓度减小。研究证实了太赫兹辐射(0.1 THz,2.65 mW/cm^2)通过调节海马神经元内带电离子的浓度促使其兴奋,为太赫兹辐射技术在生物医学领域应用的发展奠定了前期实验基础。     

Developments in THz Range Ellipsometry

Ellipsometry is a technique whereby the measurement of the two orthogonal polarization components of light reflected at glancing incidence allows a characterization of the optical properties of a material at a particular frequency. Importantly, it obviates the need for measurement against a standard reference sample, and so can provide reliable spectroscopic information even when surface morphology is unknown, of marginal quality and/or a reference is unavailable. Although a standard technique in the visible range, it has not been widely applied in the Terahertz (THz) spectral range despite its potential utility. This is largely because of the technical difficulties that these frequencies present. This review details recent progress in the implementation of THz range ellipsometry. We discuss a variety of configurations including various kinds of laboratory and facility based sources using both continuous wave and pulsed spectroscopic methods. We discuss the general problems encountered when trying to import the methodologies of visible range ellipsometry to the THz range and give examples of where the technique has been successful thus far.     

THz Properties of Adhesives

We determined the THz properties of 12 different adhesives which are mainly used for industrial purposes. The adhesives applied can be classified according to their chemical structure: epoxy resins, acrylic resins, and polyurethane based materials. This work represents a basis for future studies, which will concentrate on aging effects, including the absorption of water of adhesive joints. Thus, the dielectric properties of the unaged adhesives are investigated and the results of these measurements are described herein.     

用光电导天线产生太赫兹电磁波的饱和效应研究

根据半导体光电子学理论,分析了光注入非平衡载流子(电子-空穴对)的瞬态输运机理,研究了不同条件下的SI-GaAs光电导偶极天线太赫兹波辐射功率和辐射强度的饱和效应.结果表明其主要原因是在外加偏置电场作用下,光注入载流子出现了空间电荷电场屏蔽和辐射电场屏蔽现象,对提高太赫兹波辐射功率和辐射强度起到了遏制作用.对于电极间隙大小不同的天线,两种屏蔽效应的作用不同;在触发光能一定的情况下,照射光斑较大时屏蔽效应较小.     

有线电视双向网改造模式选定分析

在三网融合的背景下,剖析了东海县有线电视网络现状及双向网改的必要性,并从3个方面分析了双向网络改造各种模式之优缺点,据此确定了东海有线电视网络双向改造的方案。     

太赫兹波混合器设计

太赫兹波（THz）是频率介于毫米波与红外光之间的辐射。本文设计了一种太赫兹波混合器,通过透镜将太赫兹波聚焦到124×124热释电列阵相机,并对其所生成的图像进行计算机优化处理,同时,对有无透镜情况下的电场模值分布进行了仿真模拟比较。     

双纵模光泵超辐射式和腔式THz激光器的研究

利用半经典密度矩阵理论求解了双纵模泵浦下9能级，NH3分子系统激光介质的增益系数；计算了双纵模光泵超辐射式和腔式THz激光器的能量交换过程，从能量交换的角度比较了二者的差异，讨论了腔长和工作压强对输出光强的影响，得出了优化规律。