强激光与粒子束
2022, 34(6): 063005
采用极化电流微分方程，对贵金属中自由电子与外电场的共振过程进行描述。将该微分方程与麦克斯韦方程相结合，运用时域有限差分(FDTD)方法，在粒子PIC模拟软件CHIPIC3D的基础上，实现了电子激励表面等离极化激元(SPPs)的模拟。通过对100 keV电子平行于银薄膜表面运动、激励起表面等离极化激元的模拟，观测并分析了SPPs的场强及模式在银薄膜表面的分布，并验证了模拟结果的正确性。
贵金属 时域有限差分法 粒子模拟 电子 表面等离极化激元 noble metal finite-difference time-domain method particle-in-cell simulation electron surface plasmon polaritons 强激光与粒子束
2018, 30(4): 043101
1 咸阳师范学院,陕西 咸阳 712000
2 陕西科技大学,陕西 西安 710021
针对太阳光光纤照明技术中的光污染、光纤老化、聚光区温度过高等问题,设计了一种分光型太阳光光纤传输系统。介绍了利用光的色散性进行光谱分光、变径光纤低温聚光、传输可见光及各项参数的确定方法。分析了影响系统光传导效率的各种因素及后续解决方法。实现了紫外光及红外光与可见光的分离,滤除了光污染,消除了塑料光纤在太阳光长期照射下容易老化的问题,有效地降低了聚光区温度,实现了低温聚光和波长范围在400~700nm的可见光绿色照明。
光谱分离 低温聚光 变径光纤 绿色照明 spectrum split low concentration green lighting tapered fiber
开展了具有同轴波纹渐变式反射器与光滑漂移段结构的相对论绕射辐射振荡器的研究, 并运用全三维粒子模拟软件CHIPIC对其进行数值模拟仿真, 分析了漂移段、反射器等结构对输出功率的影响, 探讨了反射器位置和输出功率的关系。仿真结果表明: 合适的漂移段与反射器的引入, 能大大提高输出功率。优化结构参数, 在输入电压480 kV下, 平均输出功率达到774.5 MW, 平均功率效率为32.3%。
全三维粒子模拟 相对论绕射辐射振荡器 漂移段 反射器 输出功率 full three-dimensional particle simulation relativistic diffraction generator drift segments reflector output power 强激光与粒子束
2014, 26(8): 083007
基于trade-off平衡方程组得到35 GHz双阳极磁控注入式电子枪的初始参数，通过编程对其主要参数进行优化设计，并经由自主研发的PIC粒子模拟软件CHIPIC中的电子枪计算模块对其进行全三维的数值模拟研究，最终获得了具有横纵速度比为1.5，最大速度零散约为5.4%的高性能电子枪，能够很好地满足35 GHz-100 kW回旋振荡管对电子束的要求。
trade-off平衡方程组 双阳极磁控注入式电子枪 全三维的数值模拟 横纵速度比 速度零散 trade-off equations double anode magnetron injection gun 3D numerical simulation ratio of transverse velocity to axial velocity velocity spread 强激光与粒子束
2014, 26(1): 013001
介绍了磁绝缘传输线的阻抗大小、传输电压及电流大小对其产生的空间电子流大小及阴极电子鞘层厚度的影响。运用CHIPIC软件建立四层圆盘锥形磁绝缘传输线A层的近似化三维模型进行模拟，对比理论计算值与模拟值，并与相关文献的二维模拟结果进行对照，验证三维模拟的正确性。最后，模拟研究了圆盘锥形磁绝缘传输线阴阳极之间的间距变化对传输效率的影响。
磁绝缘传输线 传输线阻抗 圆盘锥 电子流 三维模拟 magnetically insulated transmission line impedance of transmission line disc cone electron flow three-dimensional simulation
理论分析了平行板、同轴、共心同轴圆锥3种典型传输线，运用磁通量守恒求解了初始电流的解析表达式，利用电荷守恒求解了初始电压的解析表达式，在此基础上定量计算了一定初始电流、初始电压下形成的稳态磁绝缘电流、阴极电流与电压，并采用粒子模拟软件对其进行2维数值模拟，模拟结果与理论值吻合较好。
磁绝缘 磁绝缘形成过程 磁通量守恒 电荷守恒 magnetic insulation formation process of magnetic insulation conservation of magnetic flux conservation of charge
设计了一种带有反射腔的能在X波段实现稳定双频输出的圆柱结构相对论返波管, 采用2.5维相对论全电磁PIC粒子模拟软件行粒子模拟研究。仿真结果表明:在输入电压433 kV、引导磁场2.2 T的条件下, 实现了9.53, 10.09 GHz的双频稳定输出, 平均输出功率340 MW, 平均功率效率24.1%。
反射腔 圆柱结构 相对论返波管 双频 粒子模拟 高功率微波 resonant reflector cylindrical structure relativistic backward wave oscillator dual-frequency particle simulation high power microwave
