针对大功率折叠波导行波管 (TWT)对高导热衰减材料的迫切需求, 开展了硼掺杂金刚石膜制备和介电性能研究, 在此基础上研制出硼掺杂金刚石衰减器并探究衰减器性能的热稳定性。研究结果表明, 硼掺杂浓度为 1.81×1019 cm -3的金刚石膜, 在 W波段介电常数和损耗角正切平均值分别为 7.18和 0.30; 随着环境温度从室温升高至 90 ℃, 在 85~110 GHz范围内, 硼掺杂金刚石衰减器的 |S11 |由 19.67 dB提高至 20.94 dB, |S21 |由 44.03 dB提高至 45.63 dB, 呈现出较高的热稳定性。

设计了一种调节精度可配置的可变光衰减器结构，通过流体恒压泵驱动薄膜弹起，将流体压力/压强调节转化为光纤微位移控制，实现对接光纤横向位错及光学衰减。使用多物理场耦合与三维时域有限差分的方法对结构模型进行分析，并利用精细加工技术实现了器件的制作。通过对薄膜厚度的选配，实现了光强耦合效率的精度可调配置。理论分析和实验结果表明，选用合适的膜厚得到本衰减器的插入损耗为1.24 dB，可变衰减范围大于60 dB，波长相关损耗小于1 dB。当设定可变光衰减器的光衰减动态范围分别为10 dB和40 dB时，配置0.5 mm薄膜厚度的调节精度分别优于0.04 dB和0.11 dB；当膜的厚度增加时，调节精度会更高。

设计并实现了一种基于65 nm CMOS工艺的低插入损耗大衰减范围的高频超宽带数字步进衰减器。采用桥T型和π型衰减网络的开关内嵌式衰减结构,该结构具有端口匹配好、衰减精度高的特点; 采用恒定负压偏置设计,减小了插入损耗,提高了高频超宽带性能; 采用高匹配度的衰减位级联设计,实现了大衰减范围下的高精度衰减。经测试,在10 MHz~30 GHz频带范围内最大衰减量为31.5 dB,衰减步进为0.5 dB,参考态插入损耗＜3.5 dB,衰减误差均方根值＜0.45 dB。芯片总面积为2.30×1.20 mm2。

文章提出了一种微流控多功能器件, 利用介质上电润湿(EWOD)效应灵活改变进光能量, 可实现可变光圈、可变光衰减器和光开关等多个功能。其具有结构简单、体积小、操作简便、应用广且灵活和成本低等优点。文章分析讨论了所提微流控多功能器件的光学特性并做了结构优化。研究结果表明, 所提微流控多功能器件的插入损耗很小, 仅为0.014 dB; 液体可变光圈的通光孔径变化范围为0~0.506 mm; 可变光衰减器理论上具有0 ~100% 的可变衰减范围, 外加 91.1 V电压时的衰减量为40.2 dB; 微流控光开关无电压时处于“关”状态, 外加电压大于135 V时, 处于 “开”状态。

提出了一种适用于W波段行波管（TWT）的双注矩形环杆（DBRRB）慢波结构（SWS），该结构具有平面特性，适合于微细加工。在一对T形介质杆的支撑下，RRB SWS适用于双带状电子注工作。利用计算机仿真分析了其高频特性。设计并采用了渐变结构和阶梯波导的宽带输入输出结构。采用粒子（PIC）模拟研究了RRB SWS的热仿真性能，并用0.6 T的螺线管磁场，对电压和电流分别为11.2 kV和0.12 A的双带状注进行聚焦。仿真结果表明，在94 GHz时的饱和输出功率为56.7 W，对应的增益为27.4 dB。此外，还添加了一个衰减器来抑制振荡并实现了稳定工作。

设计了一种基于0.25 μm GaAs p-HEMT工艺的低插损6位数字衰减器。采用Pi型衰减结构与T型衰减结构级联的方式,实现低插入损耗和高衰减精度。采用相移补偿电路减小附加相移,采用幅度补偿电路提高衰减精度。仿真结果表明,在7~13 GHz范围内,该数字衰减器的RMS幅度误差小于0.5 dB,插入损耗小于5.6 dB,10 GHz时1 dB压缩点的输入功率约为29 dBm,附加相移为-7°~+6.5°,输入输出回波损耗小于-11 dB。芯片尺寸为2.50 mm×0.63 mm。

随着太赫兹技术的迅速发展，太赫兹系统中使用的波导衰减器也成为研究热点。波导衰减器可以对太赫兹信号实现精确衰减和控制功率传输，在解决损耗、辐射和干扰等一系列问题中，具有特殊意义和不可替代的地位。而目前的波导衰减器将衰减片平行于电场放置在矩形波导内，破坏矩形波导传输线，容易造成射频泄露。本文基于吸收式波导衰减器工作原理，提出了一种衰减片垂直于矩形波导电场的波导固定衰减器，通过将衰减片贴在波导内壁，保证传输线完整。使用高频电磁仿真软件HFSS，通过改变衰减片的形状、位置等参数，优化回波损耗、衰减精确度等指标，最终完成110~170 GHz波导固定衰减器的研制。在110~170 GHz频率范围内，衰减器的回波损耗小于-27.5 dB，在20 dB的衰减时，衰减精确度小于±2 dB。

针对传统衰减器体积大、反应时间长、可靠性差等问题, 提出了一种基于氮化钽薄膜电阻的MEMS衰减器。根据π型衰减网路理论计算得到各个电阻的阻值, 并计算各个电阻的仿真尺寸。利用HFSS 15.0电磁波仿真软件对衰减器结构进行仿真计算并优化。通过修改磁控溅射参数制备稳定的氮化钽薄膜电阻, 在此基础上制作MEMS衰减器。采用矢量网络分析仪和探针台进行衰减器射频性能测试。测试结果表明, 在0.1~20 GHz频率范围内, 衰减器的回波损耗大于12.4 dB, 插入损耗小于2.1 dB, 衰减精度小于5 dB。衰减器整体尺寸为2.2 mm×1.2 mm×1 mm。

针对应用于太阳模拟器辐照衰减器设计上的不足,提出一种新的衰减器设计方法,旨在提高其辐照均匀性。基于光学扩展量计算衰减器上的网孔面积,对会聚光路的辐射通量进行调制;利用聚光镜环带法,理论上分析衰减器上的辐射分布;利用网孔非均匀分布的结构对会聚光路的辐射分布进行调制,给出具体设计参数;对比分析了网孔均匀分布和非均匀分布对辐射调制效果和辐照均匀性的影响。实验表明:安装网孔非均匀分布的衰减器,调节氙灯功率,能够连续输出0.1~1.0个太阳常数的辐照度;基于网孔非均匀分布的衰减器对辐射分布调制后,光斑内辐照不均匀度降低率最高为48.7%,低辐照不均匀度下可以实现辐照度的大范围调整,对提高太阳模拟器的使用性能具有一定的借鉴意义。