采用理论分析和粒子模拟相结合的方法,对连续电子注通过平板矩形光栅产生毫米波段史密斯-帕塞尔(SP)超辐射机理进行了研究.研究结果表明:选择恰当的电子注与光栅尺寸参数,光栅表面慢波将与电子注互作用,使电子注产生群聚,群聚的电子束团将在光栅表面产生史密斯-帕塞尔超辐射,其辐射频率为电子注与光栅表面慢波互作用同步点频率的整数倍,其辐射角度方向与史密斯-帕塞尔公式所预期的基本一致, 表面慢波由于光栅的有限长度也能在其端头以一定的形式辐射出去.

The relative band gap for a rhombus lattice photonic crystal is studied by plane wave expansion method and high frequency structure simulator (HFSS) simulation. General wave vectors in the first Briliouin zone are derived. The relative band gap as a function of air-filling factor and background material is investigated, respectively, and the nature of photonic band gap for different lattice angles is analyzed by the distribution of electric energy. These results would provide theoretical instruction for designing optical integrated devices using photonic crystal with a rhombus lattice.

近年来，随着国际上掀起的太赫兹(Terahertz，THz)研究热，太赫兹科学技术的发展更为迅速。但是，对于THz的各种功能器件，利用基于经典电磁理论的微波技术手段或者利用基于量子理论方法的光学技术手段都遇到了很大的困难。90年代末，随着频率禁带处在THz波段的光子晶体(Photonic crystal，PC)制作方法和技术的提高，基于光子晶体的THz器件应运而生。为此，就国际上在光子晶体THz滤波器，光子晶体THz波导，光子晶体THz光纤和光子晶体THz谐振腔方面所做的主要工作和研究成果进行了较详细的论述分析及归纳总结，并对光子晶体THz器件未来的发展提出了几点看法。

研究了预群聚电子束团沿周期性理想金属光栅表面平行移动时产生的史密斯-帕塞尔辐射(SPR)。详细分析了电子束团能量、束团群聚长度、具有不同电流密度分布的电子束团以及光栅结构对辐射特性的影响,同时研究了多个群聚束团的辐射。分析发现,电子束团能量增加、束团群聚尺寸变小以及光栅周期变短,辐射能量角分布峰值所对应的频率明显向高频方向移动;光栅周期与电子束团参量相同的条件下,三角形光栅辐射能量角分布峰值所对应的频率明显高于正弦光栅;群聚束团尺寸越小辐射能量越大,并且束团的纵向群聚长度对辐射能量与辐射频率起主要作用。研究结果表明,通过合理选择光栅尺寸与束团参量,可获得工作频率锁定的太赫兹(THz)波段辐射。

采用积分方法分析了线电荷串,沿周期性理想金属光栅表面平行移动时产生的史密斯帕塞尔辐射。分别对短周期光栅、低能量线电荷串与长周期光栅、高能量线电荷串的辐射情况进行了数值计算。相对单个线电荷而言,N个线电荷与反射光栅作用产生的辐射场密度,在频率是线电荷串调制频率的整数倍处出现最大,辐射谱宽变窄；随电荷能量增高,辐射能量向高频方向移动,并具有强烈的定向性；可以通过调节线电荷调制频率等参量实现辐射电磁波频率锁定。研究结果表明,对高能量与低能量的电荷参量,适当选择光栅尺寸与线电荷串间隔周期,都可使辐射波工作于太赫兹波段。

针对单元红外成像探测器的特点,利用激光的高亮度,对激光干扰单元红外成像探测器进行了理论分析和实验研究,研究了激光的功率参数和脉冲频率参数对单元红外成像探测器输出特性的影响,得到了具体的实验结果.并利用调制盘对激光脉冲的反射信号初步确定了单元红外成像探测器调制盘的旋转速度.

提出了一种基于激光技术的、易于工程实现的目标运动模拟方法及实验装置,并进行了实验验证。利用激光的高亮度、发散角小以及激光器体积小、质量轻等特点,设计了针对小目标运动的实验模拟装置。通过多轴复合技术以及空间投影技术,实现了角运动向小目标二维空间运动的转换;运用多媒体定时器技术实现了对电机的内部闭环控制;采用脉冲宽度调制(PWM)技术实现了对电机的速度控制,提高了目标的仿真精度。小目标的运动速度可以达到10°/s,精度<0.1°/s,归一化标准偏差0.09。利用该装置实现了实验室内的目标运动闭环跟踪实验研究,目标捕获跟踪系统的跟踪标准偏差为0.2 mrad。该系统可以作为目标捕获跟踪系统对二维运动目标的闭环实验研究的验证仿真平台。

空间目标的热辐射分析一直是比较难的课题,将Sinda/G和Nevada相结合能够比较方便地得到空间目标的热辐射。基于Sinda/G和Nevada,建立了对双层薄膜球体的空间热辐射模型,对其空间热辐射进行了分析。仿真结果与理论计算接近,为今后更加复杂的空间目标的热辐射分析奠定了基础。

研制了一套对激光输出进行调制的斩光器。利用小型直流电机作为斩光器的驱动电机。建立了基于脉宽调制(PWM)技术的电机速度控制系统,实现对电机的输入电压进行调节, 以得到需求的斩光器转速,从而达到对斩光器频率的控制。考虑到斩光器与其他系统的集成,计算机的控制也是必需的。但是计算机的主板通常是不能提供超过±10 V的输出电压的,这可以通过计算机控制运算放大器的输入电压来实现。功率放大器的输入电压一般比较小,可以通过计算机的主板获得直流输出。利用LM358运算放大器构建了电压放大电路,利用DA/AD转换电路实现计算机数字信号到运放电路输入信号的转换,利用计算机软件实现对输入电压的控制,构建了用于斩光器转速控制的自动调节系统。对斩光器的编码控制采用不同的调制盘来实现。基于Visual C++高级编程语言,建立了比较友好的斩光器自动控制的用户界面,最终建立了对激光斩光器的自动控制系统。

动态红外场景仿真技术是未来**系统发展的关键技术之一,动态红外场景产生器是实现动态红外场景仿真的关键系统,电阻阵列是动态红外场景产生器的主要发展方向。本文介绍了电阻阵列红外场景产生器的基本结构和原理,并比较了该项技术的国内外发展现状。