回旋管高频腔中金属膜片对谐振频率的影响

本文从多点反射的角度给出了高频腔中存在对称金属膜片时谐振频率的计算公式和特性曲线。并从实验上证实从金属膜片对机械加工误差的补偿作用。     

亚10纳米超薄金属膜：制备、光学性质及应用

当金属膜厚度降低到几个纳米尺度时，其光学性质与体相金属显著不同，如具有宽波段红外高吸收率、可电调控的等离激元和较强的非线性光学响应等。然而金属膜在电介质衬底上的润湿性较差，其在生长初期以岛状生长模式为主，难以生长成连续的超薄膜。首先介绍了超薄金属膜的介电函数理论。随后综述了制备超薄金属膜的主要方法，包括种子层法、有机修饰法、共沉积法和低温沉积法。接着介绍了超薄金属膜的光学性质及应用。最后从制备工艺、应用等方面展望了超薄金属膜相关研究的发展方向。     

极薄薄膜光学特性与微结构的研究(Ⅰ)——光学常数和微结构的联系

本文利用衰减全反射(ATR)技术研究了极薄金属膜(Ag和Al)以及极薄介质膜(ZnS和SiO_2)的光学常数随膜厚的变化规律,并从等效洛伦兹振子原理和Maxwell-Garnett理论出发,得到了极薄金属膜的微结构参数,从而揭示了成膜过程中微结构变化与光学常数变化的关系。本文还分析了束缚态电子对金属膜光学常数的影响。     

端部离子源提升SiC器件金属膜层结合牢固度的研究

介绍了端部离子源的工作原理，分析了SiC功率器件金属膜层脱落的原因，针对SiC器件金属膜层脱落问题，提出了一种表征金属膜层结合牢固度的方法。采用端部离子源对金属膜层进行碳清除实验，发现当Si O₂介质清铣厚度超过10 nm时，金属膜层结合牢固度可靠，可满足工艺需求。     

金属的腐蚀和蚀刻

前言在集成电路中应用了各种金属膜,例如:导体中主要是采用Al(铝)蒸发膜,另外,在一部分导体中也使用Au膜和高熔点金属的复合膜。而且Au的复合膜可以应用在梁式引线里。除此之外,在自对准MOS晶体管的栅电极里采用的是Mo膜或W膜。在集成电路工序中对于这些金属膜必须作出图形来,该方法大多采用照相蚀刻法,是在整个金属膜形成后进行的。在此想从电化学角度出发对金属膜的蚀刻进行展望。     

利用镀银膜的四面锥尖实现纳米尺度聚焦光斑的数值模拟

利用（FD）^2TD方法对全镀金属膜四面锥尖端近场的光增强分布进行了数值模拟,结果表明在平行光束从全镀金属膜四面锥底面入射条件下,尖端近场可以获得纳米尺度的聚焦光斑,并且光场可以得到较大的增强。     

用长程表面模测量超薄金属膜的厚度

用角度扫描衰减全反射方法激励了厚度小于200A的超薄金属膜中的长程表面等离子激元模。通过改变匹配液的折射率确定了超薄金属膜的厚度。讨论了将此方法扩展到同时测量超薄金属膜的厚度和光学常数的可行性。     

大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计

在大口径望远镜主镜液压支撑形式中,液压缸需要一种简单可靠、不需要润滑维护的精密导向机构,而且可以输出较大行程范围(毫米级)。设计了一种柔性金属膜片机构用于液压缸的径向定位导向。建立了金属膜片机构有限元模型,采用几何非线性算法,研究分析了不同拓扑结构对金属膜片柔度的影响,通过不同拓扑结构金属膜片的性能分析对比可知,V 型膜片能够很好地克服应力刚化,保证柔度的稳定性;以柔度为优化目标,对金属膜片V 型的位置尺寸和形状尺寸进行了优化设计,金属膜片在导向方向上的柔度提高了14.2%;搭建了柔性金属膜片机构柔度测试平台,验证了仿真计算结果。结合实验和仿真结果可知:V 型柔性金属膜片具有良好的定位导向性能,对用于液压支撑的液压缸和主动光学的微位移促动器的导向机构的设计具有指导意义。     

利用超短脉冲激光打孔技术制备金属膜的探索

介绍了利用超短脉冲激光制备金属膜的前期探索工作;结合激光技术和膜技术基础上,展望了未来激光制备多孔金属膜的发展前景。     

金属膜滤光片反射相移的自动补偿

本文研究了制备滤光片的简捷控制方法——直接法的应用范围,指出它不仅适用于介质膜系,也适用于吸收膜(金属膜)系.从实验上已证实,用此法控制膜厚,可使金属膜与介质膜之间的界面反射相移自行补偿,从而提高了滤光片的主峰波长定位精度.     

220 GHz共焦波导回旋振荡管的理论研究与模拟仿真

随着毫米波波段回旋管的研究深入,传统的封闭式圆波导谐振腔的弊端越发明显。根据回旋管非线性理论,设计了一只采用开放式准光谐振腔作为高频结构的回旋振荡管,其工作频率为220 GHz、工作电压为60 k V、电流为3 A、横纵速度比α为1.5、工作模式为HE06模。通过采用自主研发的三维粒子模拟软件CHIPIC对其进行数值模拟研究,分析其工作特性,并进一步优化参数。仿真结果表明:所设计的回旋管在磁场为8.57 T的条件下工作,可获得36 k W的峰值功率输出,输出功率效率可达20%。     

Gyrotron的开放式谐振腔的设计

本文简要地描述了Gyrotron的缓变截面开放式谐振腔的理论,并考虑到衍射输出口均匀波导段的影响。本文具体讨论了双圆锥型开放式谐振腔。给出了8mm波段H02模双圆锥开放腔的设计原则(可用于任何圆电模)和设计参数。实验结果表明设计基本上是良好的。     

High Frequency and High Mode Purity Operations of Gyrotron FU IVA

The cavity of the newest gyrotron, Gyrotron FU IVA in the high frequency series of Fukui University gyrotrons (the Gyrotron FU series) is designed to minimize the mode conversion from the main cavity mode to the higher modes. In this paper, the experimental results are compared with simulations for the complete gyrotron oscillator. The gyrotron has an additional advantage to cover the wide frequency range in submillimeter wave region.     

回旋管输出窗频率特性的研究

本文对回旋管输出窗系统的传输特性进行了理论研究,给出了圆波导径向突变的模式散射的近似公式,研究了输出窗对工作模式的反射和寄生模式的散射的频率响应。实验证实分析是合理的。     

小回旋三次谐波0.52 THz回旋管

为了发展大功率高效率太赫兹辐射源,对小回旋电子注激励三次谐波太赫兹电子回旋脉塞进行了研究,分析了不同参数情况下的模式竞争.研究结果表明,采用近轴小回旋电子注能够实现三次谐波单模振荡.在此基础上设计了一只0.52 THz、TE37模三次谐波回旋管,数值计算表明,该回旋管在工作磁场为6.98 T下输出功率可以达到3.7 kW.对产生近轴小回旋电子注的高磁压缩比磁控注入式电子光学系统进行的粒子模拟研究结果表明,该电子枪能够产生满足实验要求的65 kV/2.5 A,横纵速度比为1.24,引导中心半径0.35 mm的小回旋电子注,其纵向速度离散6.6%,横向速度离散6.1%.     

在迴旋管中采用中等偏心率椭圆横截面谐振腔的探讨

本文综述了几种在迴旋管中采用大横截面谐振腔的办法,计算了中等偏心率椭圆波导各TE模的归一化截止频率。归一化截止频率的数据表明,用椭圆横截面谐振腔的迴旋管具备以下特性:(1)谐振腔体积大;(2)可以振荡的工作模式少;(3)可以使用大直径电子束;(4)可以工作于低次角向腔模。     

Comparison of Electron-Beam-Misalignment Effect on Starting Current and Output Power in Coaxial-Cavity and Cylindrical-Cavity Gyrotron Oscillators

Comparative study is presented to the effect of the electron-beam misalignment on the starting current and output power of the coaxial-cavity and cylindrical-cavity gyrotron oscillators operating in the millimeter wave ranges. The numerical analysis is based on the gyrokinetic formulas for a TE_28,16,1 mode at a frequency of 140 GHz. Results show that the coaxial-cavity gyrotron oscillator has lower starting current and less power loss than the cylindrical-cavity gyrotron oscillator when the electron-beam axis has a misalignment to the cavity axis.     

Measurement of frequency shift in a gyrotron oscillator

A ballistic model of the interaction mechanism in gyrotron amplifiers and oscillators has been discussed in prior communications. It is the objective of the present contribution to support such purely theoretical investigations with some experimental evidence. In this connection it has been decided to measure the output frequency of a gyrotron oscillator and note its shift from the resonance frequency of the cavity when ‘cold’. According to the ballistic interaction model the frequency shift is a function of the beam current, the anode voltage and the axial magnetic field. It is shown that, except for a single parameter which depends on the exact value of the electromagnetic energy stored in the cavity, reasonable agreement can be achieved between theoretical predictions and the corresponding experimental results. A single-cavity gyrotron oscillator operating in a TE₀₂ mode has been used in the investigations.     

ISM频率中等功率回旋管的选模问题

详细讨论工作在二次谐波的ISM频率中等功率回旋管的模式选择问题，通过对注－波耦合、模式竞争、电压下降与限制电流、欧姆损耗等的分析与计算，并考虑到结构的紧凑性，得出结论：ISM频率工业与技术应用回旋管采用TE31模可能是一个最佳的选择。     

Numerical Simulation and Analysis of a New Type of Complex Cavity for Gyrotron Applications

A new type of complex cavity structure is used to improve the selectivity of modes in gyrotron resonant cavity with a rational position of inter-cavity wall and the shape of coupling holes between inter- and outer-cavities. The resonant characteristics of the complex cavity operating in TE₀₂₁/TE₀₃₁ mode at Ka frequency band are simulated and analyzed with Ansoft HFSS code, which shows that mode competition can effectively be alleviated with the cavity structure and it may be useful to the formation of clustered-cavity for extending interaction frequency bandwidth.