中国电子科技集团公司 第十二研究所，北京 100015
根据几何光学和耦合波理论研究高功率回旋振荡管高阶模式在微扰圆波导中的准光传输特性，并编制出带有微扰结构辐射器准光模式变换系统的仿真程序，给出140 GHz回旋振荡管Denisov辐射器的设计方法及结果，分析其内部激励起的各模式的功率分布曲线和波导壁上的电流密度分布，得到扰动长度为60 mm，总长度为136.5 mm的Denisov辐射器结构，输出功率转换效率为99.1%，可满足140 GHz整管参数设计要求。并利用Feko软件对数值计算结果的可行性进行了有效验证，从而为热核聚变用回旋振荡管的研制打下技术基础。
140 GHz回旋振荡管 准光模式变换器 高斯模式 140 GHz gyrotron oscillator quasi-optical mode converters Gaussian mode 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(5): 761
1 Department of Geriatric Cardiology, Sichuan Academy of Medical Sciences & Sichuan Provincial People's Hospital,Chengdu60072, China
2 School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu610054, China
设计和测试了内嵌准光系统的94 GHz回旋管，该系统主要用于研究毫米波辐射的非致命生物效应。为了减少大功率高频下的回旋管壁面加热问题，选择TE+6,2模式作为工作模式。对于高阶模式，存在更多相邻模式，因此模式竞争会影响实验的稳定性和有效的可操作性。渐变腔已被设计为抑制单个腔中的模式竞争。另外，具有低衍射准光模式变换器的功率转换效率为98.54%。实验结果表明，回旋管输出功率为50.9 kW，效率为34.3%。对于非致死的生物效应研究，整体设计方案达到了预期的效果。
回旋管 渐变腔体 准光模式变换器 生物效应 gyrotron gradual taper cavity quasi-optical mode converter biological effects
1 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
2 山东科学院 海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266001
详细研究了Denisov型准光模式变换器的原理和设计方法。应用几何光学理论对Denisov型开口辐射器的工作过程进行了分析, 并给出了基于耦合模理论的辐射器不规则扰动段的设计方法。开发了基于耦合模理论、矢量衍射积分和物理光学法的仿真程序GQOMC-D, 并将该程序的计算结果与文献报道结果进行了对比验证。利用该程序设计了一种110 GHz TE22, 6模回旋振荡管准光模式变换器, 仿真结果显示在输出窗上得到了场型较好的高斯波束, 其模式纯度为98.4%, 模式变换器的能量转换效率为94.7%。
回旋管 准光模式变换器 Denisov型开口辐射器 耦合模理论 gyrotron quasi-optical mode converter Denisov-type launcher coupled mode theory 强激光与粒子束
2016, 28(7): 073005
1 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
2 山东省科学院, 海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266001
针对一种由Denisov型辐射器和第一面镜为准抛物镜的四级反射镜面系统组成的准光模式变换器开展了详细的研究和设计。利用耦合模理论和矢量绕射理论设计了波纹波导准光模式变化器,通过编写仿真程序进行数值优化完成了140 GHz,TE28,8回旋管准光模式变换器的设计。仿真结果表明,抛物面反射镜的焦距对矢量高斯效率影响较大,输出窗口处得到了较好的高斯波束,标量高斯效率达到98%,矢量高斯效率达到90%。
准光模式变换器 回旋管 镜面系统 耦合模理论 quasi-optical mode converter gyrotron mirror system coupled mode theory 强激光与粒子束
2015, 27(11): 113002
对一种由Densiov型辐射器和四面反射镜面系统组成的准光模式变换器开展了详细的研究和设计.采用几何光学理论,分析了Denisov型辐射器的工作原理,推导了模式叠加形成高斯分布的过程.基于耦合模理论,提出了辐射器波纹波导的设计方法.针对110 GHz,TE22,6模回旋管的具体参数设计和优化了辐射器和镜面系统,编写仿真程序,对波导切口处辐射场和镜面散射场进行数值模拟.计算结果表明,输出窗口处得到较好的高斯波束,高斯效率达到95.8%,功率转换效率为94.7%.
回旋管 准光模式变换器 Denisov型辐射器 耦合模理论 高斯波束 gyrotron quasi-optical mode converter Denisov launcher coupled mode theory Gaussian beam 强激光与粒子束
2015, 27(7): 073002
电子科技大学 物理电子学院 高能电子学研究所, 成都 610054
研究了将回旋管及其他高功率微波器件的振荡输出模式转换成准高斯波束的准光模式变换器，实现了准高斯模TEM00的横向输出。利用几何光学分析了模式在波导中的传播，进一步分析了伏拉索夫(Vlasov)辐射器的工作机理，运用矢量绕射理论计算出辐射场;通过编程设计了将94 GHz、模式为TE62的毫米波转化为准高斯波束的准光模式变换器。结果表明：通过设计Vlasov辐射器和两级反射镜，可以在窗口处得到准高斯波束,整个系统的功率效率达到87.5%。
回旋管 矢量绕射理论 伏拉索夫辐射器 准光模式变换器 gyrotron vector diffraction theory Vlasov launcher quasi-optical mode converter 强激光与粒子束
2013, 25(10): 2663
1 电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054
2 西南民族大学 计算机科学与技术学院,四川 成都 610041
提出了可应用于94 GHz回旋管内部的TE6,2准光模式变换器.根据几何光学和矢量绕射理论编制了模拟其电磁行为的分析和优化程序.根据几何光学原理，设计了该模式变换器的初步结构参数，然后利用该优化程序获得了最优化的相关参数.优化结果表明，在94 GHz，该准光变换器功率转换效率约为85%，转换所得波束高斯含量高于70%.
回旋管 TE62模 准光模式变换器 Gyrotron TE6 2 mode 94 GHz 94 GHz quasi-optical mode converter
