采用双球镜准光腔、频谱仪和锁相返波管组建了D波段低损耗介质测试系统，该系统通过频谱仪和外置谐波混频器得到腔体谐振测试数据，并用拟合或积分方法从谐振曲线中求解出准光腔的品质因数。测得双球镜开腔的固有品质因数大于8×105，使该系统在工作波段可测量损耗角正切为10-5量级的低损耗介质。用该系统测出的石英、人造金刚石和蓝宝石的介电常数和损耗，与报道的结果一致，并测得4H-SiC在132.07 GHz的介电常数实部为9.598，损耗角正切为6.1×10-5。

为了研制高功率长脉冲速调管放大器，对其输入腔进行了3维粒子模拟研究。建立了S波段速调管放大器输入腔开放腔的3维模型，计算了开放腔的谐振频率和有载Q值。将束压束流从原来的600 kV，5.4 kA提高到837 kV，12.48 kA，实现了长脉冲100 ns的稳定运行，调制束流与实验结果一致。在结构不变的情况下，将束压束流提高到900 kV，16 kA时出现了模式竞争，只能稳定运行到50 ns。为了克服模式竞争，将耦合孔改为对称的双耦合孔后，输入腔系统可以稳定运行到100 ns。

为了研究光子晶体开放腔特性，采用平面波展开法和时域有限差分法对顶角为30°楔角的光子晶体和空气槽交替组成的新型光子晶体开放腔进行了研究。研究发现，这种结构的光子晶体开放腔在两个归一化频率范围(0.3006~0.35,0.6755~0.6851)内具有负折射特性，并且在负折射频率范围内可形成一个零光程的闭合回路；光子晶体与空气槽的分界面上有高的透射率，能够在某个波长产生共振。结果表明，可以利用共振波长随着折射率的变化而变化的光子晶体开放腔实现折射率的高灵敏度测量。

设计了一种阶梯阴极型S波段磁绝缘线振荡器,通过对其色散关系的研究,选择了合理的结构参数.通过对开放腔模型的分析,得到了磁绝缘线振荡器的谐振频率和有载品质因数.粒子模拟表明,在外加电压523 kV、束流49.7 kA时,微波输出功率4.35 GW,频率2.10 GHz,功率转换效率16.7%.

用数值计算的方法计算了S波段磁绝缘线振荡器(S-MILO)的主慢波结构谐振腔的π/4模、π/2模、3π/4模和π模的谐振频率,分别为1.40,2.21,2.46和2.51 GHz;计算出S-MILO封闭腔中的谐振频率依次为1.26,2.04,2.42和2.53 GHz,并计算了本征π模时的 Q 值.通过监测宽带激励源响应计算出S MILO开放腔的谐振频率为2.43 GHz.对S MILO开放腔传输特性研究表明:频率为2.25～3.05 GHz的微波,在第一腔内得到了有效抑制,输出微波的频率范围为2.2～2.5 GHz.通过对其传输特性进行研究,验证了S-MILO的高频电磁结构的合理设计.

建立了C波段磁绝缘线振荡器开放腔模型,通过监测宽带激励源的响应计算出开放腔的谐振频率和有载品质因数.用时域有限差分法计算了不同的径向位置一个周期内的径向电场随纵向距离的变化.计算表明:0～4.1 cm区电场很小但不为零;4.1～11.5 cm区域电场呈现驻波特性;在11.5～20 cm区域电场分布比较复杂,表现两个性质,一是驻波场过渡到行波场,二是从周期性加载圆柱谐振腔的TM00模过渡到同轴线的TEM模;在20～36.85 cm区域电场每经过1/4周期向右传播1/4波长,表现出行波特性.由此根据该计算结果将开放腔中的场从左到右分成4个区:截止区、驻波区、过渡区和行波区.最后根据定义计算了开放腔的固有品质因数和有载品质因数.

简明阐述了光子晶体负折射的概念,提出了具有负折射特性的光子晶体结构,并探讨了负折射光子晶体在偏振分束器、开放腔等方面的应用。

采用标量网络分析仪(SNA)对毫米波段的Fabry-Perot准光腔进行了品质因数测定.通过纵向半波数的测试确定了谐振峰对应的模式,给出了AV3617测量数据并计算了相应的外观品质因数和固有品质因数,详细分析了扫频测试的误差及其误差来源.分析表明,半功率点的频率测定误差是引起准光腔品质因数测量误差的主要因素;利用扫频源HP83630A较高的频率分辨率,结合参考频标使测试数据的有效位数增加,从而提高了测试准光腔品质因数的精度.