为研究强光激励下纳米氧化锌发光机制,以气相传输法制备的冠状样品为对象,室温下以1 100 nm与1 150 nm脉冲激光以及350 nm氙灯对其进行激励,观测光致发光谱.根据光强关系和强场与物质作用的三阶微扰理论,认为 1 100,1 150 nm激光激励下的样品的紫外与可见光波段的辐射机理分别归因于样品中三光子吸收和二次谐波效应.同时,基于激子非弹性碰撞复合机制,对紫外辐射的红移现象进行了分析.

采用螺旋坐标系对有限厚度的螺旋带行波管进行了注波互作用的线性理论分析，利用自洽场理论得出了此结构中引入电子注后的“热”色散方程，数值计算了其小信号增益，分析了电子注参数和螺旋线厚度对于螺旋线慢波系统的色散特性的影响。结果表明：螺旋线厚度的增加，行波管的小信号增益也会增加，且带宽也略有增加。该结论为高增益宽频带的螺旋线行波管放大器的设计提供了理论基础。

基于气相传输法制备具有六方对称截面棒状的氧化锌样品,在应用扫描电子显微镜和X-射线衍射仪进行结构表征后,室温下以中心波长为355 nm的纳秒脉冲激光激发,研究激励光强变化对其紫外受激辐射特性影响。实验中发现,当激励光功率密度提高至225 kW/cm2左右时，在宽谱自发辐射背景中初步观测到中心波长为393 nm的低阈值、高Q值的受激辐射；此时，进一步提高激励光功率密度,辐射光强会迅速提高,辐射模式与波长基本稳定；继续提高激励光强至450 kW/cm2左右时，受激辐射光强随激励光强的增加呈饱和现象，辐射模式数相对稳定但各模式中心呈现波长连续红移。理论分析表明,所观测的受激辐射具有典型回音壁模谐振模特征,辐射模式和光强随激励条件变化，与样品中激子激子非弹性碰撞散射后的复合发光机制有关；高功率密度激励条件下辐射强度饱和、各模式中心波长的连续红移,与样品Mott相变后的库仑屏蔽效应、能级重整以及自由载流子的无辐射复合有关。

在螺旋坐标系下采用近似场匹配法研究了厚度较厚的螺旋线慢波结构的高频特性, 得到了其色散方程, 并数值计算了螺旋线厚度对慢波系统的相速的影响。结果表明: 随螺旋线厚度的增加, 慢波结构的色散曲线变得平坦, 色散变弱, 带宽增加。与软件仿真结果及Hook的螺旋线模型对比表明: 采用近似场匹配法的计算结果与CST仿真吻合得更好, 比Hook模型具有更高的准确性, 从而证明所采用理论方法的有效性。

在Sheath模型下,采用严格的场匹配法,结合积分形式的边界条件，推导了自由矩形螺旋线的色散方程和耦合阻抗表达式，并与近似理论进行对比。结果表明:与近似理论相比, 严禁场匹配法具有更高的准确性,且采用场匹配法的数值计算结果与3维商业电磁仿真软件结果吻合得很好。从而证明了所采用理论方法的有效性。同时分析了矩形螺旋线横截面尺寸、螺距、螺旋角、纵横比对色散特性和耦合阻抗的影响，结果表明：只有当矩形螺旋线横截面纵横比大于4时，才可忽略横截面的宽度对高频特性的影响，通过调节结构的参数可以改善色散和提高耦合阻抗。

运用3D粒子模拟软件MAGIC分析了矩形螺旋线行波管(TWT)的注-波互作用过程。模型设计了电导率线性渐变的电阻耦合器代替同轴输入输出结构来减少反射, 消除自激震荡。仿真结果表明： 矩形螺旋线TWT模型能够进行有效的注-波互作用, 完全可以反映管内互作用的非线性本质, 证明了模型设计的合理性, 并对影响注-波互作用的一些重要参量进行了讨论。设计的X波段TWT可达到的指标为：工作频率8~12 GHz, 输出功率峰值达480 W, 3 dB带宽为4 GHz, 电子效率为11.8%。