1 中国科学院高功率微波源与技术国防重点实验室,北京 100400
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100039
推导了时域多模公式并结合频域单模理论对 394 GHz二次谐波回旋管进行了模式激励及模式互作用分析。当工作电压为 15 kV,工作磁场为 7. 185 T,在频域单模稳态计算中 TE2 工作模工作电流为 0. 25 A时,261-不能起振,式 TE2 时域多模仿真结果显示 TE2 261-均能在 393. 87 GH稳定振荡, TE261 +2 在最终振荡中261 +达到稳定振荡; 261 +和 TE2 占主导地位,其输出功率和效率分别为 136. 8 W、3. 6 %,两者获得的工作模式的输出特性完全吻合。
回旋管 太赫兹 谐波 时域多模计算 gyrotron THz harmonics multimode time domain calculation
1 中国科学院电子学研究所,中国科学院高功率微波源与技术国防重点实验室,北京 100140
2 中国科学院大学,北京 100039
相对于高阶工作模式的单腔回旋管,同轴腔回旋管具有缓解模式竞争,提高单模工作的稳定性,以及增大功率容量的优点,宜用于受控热核聚变中的电子回旋共振加热和电子回旋电流驱动而受关注.详细地研究了工作频率为 170 GHz,TE34,11模同轴腔回旋管的结构参数、电子束参数及腔壁损耗对注-波互作用的影响.首先对 170 GHz兆瓦级功率模式选择进行分析,给出了工作模式.再次,基于时域自洽非线性理论,编写了时域单模稳态注-波互作用程序,分析了电流、磁场强度和腔壁欧姆损耗对互作用的影响,并对工作参数进行了优化.模拟结果表明: 当电子束电流为 68 A,工作电压为 65 kV,引导磁场强度为 6. 58 T时,可获得 2. 18 MW的输出功率, 49. 23 %的效率,外腔壁上的欧姆损耗密度峰值为 1. 94 kW/cm2,内导体表面的小于 0. 15 W/cm2; 互作用效率随速度零散增大而降低,输出频率向下偏移; 电子注厚度对互作用也有相似的影响.
物理电子学 回旋管 自洽非线性理论 同轴腔 注-波互作用 physical electronics gyrotron self-consistent nonlinear theory coaxial cavity beam-wave interaction
合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
为了提高基于可调Fabry-Perot(F-P)滤波器光纤光栅(FBG)解调系统的性能,根据可调F-P滤波器的特性,研究了不同驱动频率下光纤可调F-P滤波器的响应情况。实验中通过数据采集卡和LabVIEW软件平台得到滤波器不同输出波长所对应的电压,绘制出不同频率下电压—波长曲线。分析了在驱动电压频率改变时滤波器透射波长随电压的变化情况,发现直线拟合所得斜率有随频率增加单调递减的趋势,10 Hz、100 Hz和200 Hz与1 Hz的斜率误差分别为0.69%,5.10%,6.49%。实验数据分析表明,采用区分频率选择不同多项式拟合可以减小该误差对解调系统的影响。
光纤光栅 F-P可调谐滤波器 驱动电压 频率 fiber Bragg grating fiber Fabry-Perot tunable filter driving voltage frequency LabVIEW LabVIEW
合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，合肥 230009
对光纤布喇格光栅反射谱的三种寻峰算法(三次样条插值数值微分法、高斯-多项式拟合法和高斯拟合法)进行了分析和比较;相同采样情况下，得出了高斯拟合法确定的峰值准确度最高的结论;采样点数为250的均匀采样中，三种算法寻峰结果对实际值的误差分别为： 3.4 pm、13.0 pm和2.6 pm.引入了非均匀数据采集的寻峰思路，分别应用三种寻峰法对实际光栅的反射谱分别进行均匀采集和非均匀采集.结果表明，对于相同寻峰方法在非均匀数据采集下获得的峰值更精确，采样点数为250时，高斯拟合法寻峰时非均匀采集对应的误差比均匀采集减少了38.46%.
光纤光学 光纤布喇格光栅 非均匀采样 寻峰算法 Fiber optics fiber Bragg grating Non-uniform sampling Peak-detection algorithm
