1 西北核技术研究所, 西安 710024
2 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
模拟研究了一种在均匀慢波结构后增加渐变慢波结构段的太赫兹过模表面波振荡器,获得了输出功率和模式纯度的显著提高。首先根据S参数方法,研究分析了这种复合高频结构中TM01模的谐振特性。然后采用2.5维PIC(Particle-in-cell)软件UNIPIC,模拟研究了振荡器输出性能随渐变慢波结构周期数的变化关系。结果表明：随着周期数的增加,输出太赫兹波中的TM02和TM03等高次模成分降低,TM01模的功率比例增大至80%以上；选择合适长度的渐变慢波结构,能使得器件输出功率增大50%。
过模 表面波振荡器 渐变 慢波结构 模式分析 overmoded surface wave oscillator tapered slow wave structure mode analysis 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033103
1 西北核技术研究所， 西安 710024
2 西安交通大学 电子与信息工程学院， 西安710049
3 高功率微波技术重点实验室， 西安 710024
采用粒子模拟方法对一种基于过模结构的表面波振荡器相对论太赫兹源进行了研究，模拟得到了频率为0.148 THz的电磁波输出，主要输出模式为TM01模式。该结构的特点是没有反射结构，电磁波会进入二极管区域。研究了电子束电压和二极管区域内电磁场对输出功率和频率的影响以及器件几何结构参数对输出功率的影响。计算结果表明，泄露到二极管区域的电磁波对器件工作状态影响很小，但是二极管参数对器件的输出功率影响很大。
太赫兹 过模结构 慢波结构 表面波振荡器 terahertz overmoded structure slow wave structure surface wave oscillator
1 西北核技术研究所， 西安 710024
2 西安交通大学 电子信息工程学院， 西安 710049
为研制大功率紧凑型太赫兹源，开展了0.22 THz大功率太赫兹源的理论设计研究。THz源采用表面波振荡器结构。重点研究了慢波结构对太赫兹源产生信号的影响，并对慢波结构进行了优化。结合二极管参数的选取，对该源结构进行了粒子模拟，结果表明：在馈入电压200 kV，电流2900 A的条件下，输出信号频率为0.22 THz，输出功率为19.5 MW，效率约为3.3%。
太赫兹 表面波振荡器 慢波结构 粒子模拟 terahertz surface-wave oscillator slow-wave structure particle-in-cell simulation
1 西北核技术研究所， 西安 710024
2 西安交通大学 电子与信息工程学院， 西安 710049
3 高功率微波技术重点实验室， 西安 710024
为获得大功率太赫兹源，对基于表面波振荡器的相对论太赫兹源进行了初步的实验研究。为便于机械加工和实验装配，器件采用过模矩形波导慢波结构。利用理论分析和数值模拟得到的参数，在CKP1000加速器上进行了实验。功率测量采用辐射场功率密度积分方法，频率测量采用截止波导滤波法。在电子束压为320 kV、电子束流强度为2.1 kA、引导磁场为5 T条件下，实验获得频率0.136 THz以上、脉冲宽度为1.5 ns和辐射功率约2 MW的太赫兹信号输出。
太赫兹波 慢波结构 过模 表面波振动器 terahertz wave slow wave structure overmoded surface wave oscillator
