1 安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽芜湖 241002
2 北京邮电大学电子工程学院，北京 100876
3 英国伦敦玛丽女王大学电子工程与计算机学院，英国伦敦
针对毫米波及太赫兹技术在遥感、天文探测以及成像等领域的应用，讨论了准光技术的基本原理、关键器件、系统构成及其技术优势; 探讨了准光技术国内外现状及未来的发展趋势。准光技术是基于高斯波束在自由空间中传播而进行系统设计与分析的一种技术。利用准光技术实现的毫米波及太赫兹系统具有高功率处理能力，具备多极化、低传输损耗以及紧凑性等优点。准光技术在未来的各个领域将会有更加广阔的应用前景。
毫米波 太赫兹 准光技术 高斯波束 波束波导 射电天文 遥感 成像探测 millimeter wave terahertz wave quasi-optical technology Gaussian beam beam waveguide radio astronomy remote sensing imaging and detection 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(7): 631
强激光与粒子束
2022, 34(4): 043005
1 铜陵学院 数学与计算机学院, 铜陵 244000
2 安徽大学 电子信息工程学院, 合肥 230039
为了研究厄米-高斯波束在各向异性媒质中的散射特性, 采用了将各向异性圆柱的散射场和内部场用圆柱矢量波函数展开, 应用电磁场边界条件和投影法, 提出了一种分析单轴各向异性圆柱对厄米-高斯波束散射特性研究的精确半解析方法; 获得了厄米-高斯波束通过单轴各向异性圆柱的内场以及近场的归一化强度分布图; 对两种不同的厄米高斯波束入射情形做出了分析和对比。结果表明, 两种波束在通过圆柱后都有入射波和反射波叠加而成的驻波现象, 而TEM10(x′)模式厄米-高斯波束入射后近场强度增强, 且有明显的折射现象。该研究结果对厄米-高斯波束的应用具有一定的参考价值。
散射 厄米-高斯波束 圆柱矢量波函数 边界条件 投影法 scattering Hermite-Gaussian beam cylindrical vector wave functions boundary conditions projection method
强激光与粒子束
2020, 32(5): 053001
中国电子科技集团公司 第十二研究所 微波电真空器件国家级重点实验室，北京 100015
准光模式转换器是高功率毫米波回旋管的重要组成部份，能够实现电磁波与电子注的分离、隔离波的反射，并实现回旋管的高斯波束输出。基于耦合波理论，分析设计出用于频率140 GHz、TE22.6模式回旋管的Denisov辐射器；基于几何光学理论，设计出准光反射镜面系统，并采用Feko软件进行优化。计算结果表明，所设计的准光模式转换器系统的转换效率约为97.3%，波束的高斯含量约为93.3%，达到了回旋管的应用需求。
回旋管 高斯波束 磁约束核聚变 国际热核聚变实验反应堆 毫米波 gyrotron Gaussian beam nuclear fusion International Thermonuclear Experimental Reactor(I millimeter wave 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 772
被动毫米波成像是公共安全检查的一个重要发展方向，目前国内外主要集中在纯反射系统的多元探测成像，以及采用透射形式的阵列探测成像两个领域。本文采用单点探测加扫描的形式，设计完成一套低成本近场被动毫米波成像系统，实现探测距离1.5 m、成像范围1.2 m×1.2 m、空间分辨率优于1.5 cm。该系统可应用于各公共检查场所，实现非接触式安全检查。
高斯波束 准光路系统 毫米波成像 单点探测 geometrical optics Gaussian beam quasi-optical system millimeter imaging
1 泉州师范学院物理与信息工程学院, 福建 泉州 362000
2 信息功能材料福建省高校重点实验室, 福建 泉州 362000
在太赫兹频段, 基于准光理论与技术构建了3种类型的贝塞尔谐振腔, 即稳定贝塞尔高斯谐振腔、贝塞尔谐振腔、非稳定贝塞尔高斯谐振腔。为了严格分析腔内的衍射场分布特性, 通过边界元素法求解迭代并矢格林函数(IDGF), 并利用IDGF算法计算腔内的三维自再现模。分析比较3种类型的贝塞尔谐振腔的零阶模和高阶模特性, 给出比较结果。所实现的贝塞尔波束或贝塞尔高斯波束有望用于准光或太赫兹频段的通信、测量和成像等方面。
物理光学 谐振腔 贝塞尔波束 贝塞尔高斯波束 迭代并矢格林函数算法 激光与光电子学进展
2017, 54(1): 012601
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
针对大气湍流对拉盖尔 -高斯光束的螺旋谱的影响，本文提出利用多相位屏法模拟拉盖尔 -高斯光束在大气湍流中的传输。采用傅里叶变换法模拟符合 non-Kolmogorov谱的大气随机相位屏，通过改变拓扑荷、光束波长、指数参数、折射率结构常数、湍流内尺度、外尺度等参数，对大气湍流的影响进行数值模拟。仿真结果表明，大气湍流会导致拉盖尔 -高斯光束的螺旋谱的弥散。而且，螺旋谱弥散与拓扑荷、波长、指数参数、折射率结构常数、内尺度、外尺度密切相关。
non-Kolmogorov湍流 相位屏 拉盖尔 -高斯波束 拓扑荷 non-Kolmogorov turbulence phase screen Laguerre-Gaussian beam topological charge
被动毫米波成像是公共安全检查工作的一个重要发展方向。目前，国内外 主要集中在对纯反射系统的面阵探测领域进行研究，其研发成本较高，而大口径离轴抛物面镜的 加工更是颇具难度。将几何光学和高斯波束相结合，基于毫米波透镜设计和研制了 一种适用于近场被动毫米波成像的准光学系统，其探测距离为1.5 m，成像面积为1.2 m×1.2 m， 空间分辨率优于3 cm。该系统可实现非接触式安全检查，因此在各种公共检查场所具有 广泛的应用前景。
几何光学 高斯波束 准光路系统 毫米波成像 geometrical optics Gaussian beam quasi-optical system millimeter imaging
中国工程物理研究院 应用电子学研究所， 高功率微波技术重点实验室， 四川 绵阳 621900
为了提高高频段高功率微波反射面天线的馈电效率，同时使波束波导馈线更加紧凑，提出一种新型的X波段极化可重构高功率微波辐射器结构。通过波纹喇叭辐射器产生准高斯的HE11模辐射，采用双相位修正镜组成的波束变换系统实现将准高斯波束转换为电场分布更为均匀的平顶波束或其余期望分布的波束，平顶分布的输出波束可使得馈源在相同介质窗尺寸下获得更高的功率容量，同时实现了波束传播方向的90°转弯；此外采用双圆极化栅网的级联组合，实现了对输出波束极化特性的调变。通过全电磁波仿真分析验证了该辐射器的设计思路。
高功率微波 高斯波束 波束波导馈源 圆极化栅网 极化可重构 high power microwave Gaussian beam launcher circular polarization grate polarization reconfiguration 强激光与粒子束
2015, 27(10): 103221
