介绍了105/140 GHz双频兆瓦级回旋管的设计和最新实验进展。该回旋管的谐振腔、准光模式变换器、BN输出窗采用了双频共用的设计，电子枪采用了双频复用的双阳极磁控注入枪，收集极采用单级降压。在现有实验室电网功率容量有限的情况下，进行脉冲调试，得到的实验结果为：在重频1 Hz、ms连续短脉冲条件下，在105 GHz点和140 GHz点脉冲功率分别达到710 kW和1.057 MW，脉宽0.7 ms，对应总效率分别为34%和49%。在105 GHz点通过脉宽延展和老炼，进一步得到300 kW/2 s和400 kW/1 s的秒级脉宽实验结果，BN窗片的温度在两种状态下温度分别达到606 ℃和503 ℃，波束频率单一，没有杂模。实验基本上验证了该器件的物理设计。

为了实现Ka波段回旋行波管高纯度TE₀₁模式输入，通过在输出口添加滤波结构，对二级功分TE₀₁输入耦合器进行改进，改进后杂散模式传输效率由平均7%下降至2%。该结构主体为一个级联的两级Y型功分网络，能高效地实现矩形波导TE₁₀模式到圆波导TE₀₁模式的转换。在基于传输线理论对功分网络的传输性能理论分析的基础上，借助三维电磁仿真软件进行多次优化迭代，最终得到了一个在31 GHz附近模式转换效率大于99%的宽带TE₀₁输入耦合器, 该输入耦合器具有5 GHz的−0.1 dB插入损耗带宽，同时有效频带内的平均模式转换效率高达98.6%，模式纯度在99%以上并且回波损耗小于−15 dB。采用矢量网络分析仪对该器件进行了背靠背冷测实验，结果表明，其带内衰减约为0.5 dB，与仿真计算结果偏差较小，符合工程实际需求。

针对在高压设备中因沿面闪络现象而发生绝缘失效的问题，对沿面闪络现象中的基础特性测量手段、影响因素及其发生机制等关键问题进行了归纳总结，介绍了目前关于沿面闪络观测手段及其影响因素研究的主要进展,并对沿面闪络过程的具体机制以及表面电荷在沿面闪络过程中扮演的作用进行讨论。其中，外在因素、电极-介质界面层因素以及真空-介质表面层因素等三大类因素在影响沿面闪络的同时也对表面电荷积聚消散造成影响，其具体机制各不相同。在沿面闪络的主流机制中，SEEA理论较完整地阐述了沿面闪络的起始过程，ETPR理论则对沿面闪络的发展过程有着更好的解释。此外，表面电荷为沿面闪络发生提供了必要电荷，其积累与消散行为对沿面闪络发展起着决定性作用。开发能够实现低二次电子发射系数与高表面电导的绝缘材料及表面改性技术将是该领域未来重点研究方向。

报道了聚变应用的MW级双频（105/140 GHz）回旋管的最新实验进展。该回旋管的谐振腔、准光模式变换器、输出窗采用了双频共用的设计，电子枪采用了双频复用的双阳极磁控注入枪，收集极采用单极降压。最新的实验表明：在重频1 Hz短脉冲条件下，在105 GHz点和140 GHz点，测试得到脉冲功率分别为710 kW和1.057 MW，对应总效率分别为34%和49%。这是国内首次在回旋管实验中实现1.0 MW功率输出。

为了有效抑制聚四氟乙烯(PTFE)材料表面电荷积聚、进一步提升其沿面耐压性能，采用射频产生氮等离子体对其表面进行等离子体浸没离子注入。注入过程中改变射频功率、脉宽、脉冲幅值等参数实现对PTFE样品表面的不同改性效果。通过测试其注入前后的X射线光电子能谱、表面形貌、表面电阻率、表面电位衰减特性、表面陷阱能级及其密度分布，较为系统地研究了不同注入参数对聚四氟乙烯样品表面成分、表面电荷积聚和消散特性的影响。结果表明：注入过程中，氮离子主要通过自身动能促使聚四氟乙烯材料表面分子结构发生破裂和重组来实现表面改性而并非通过化学反应引入新成分，注入氮离子的动能以及数量是决定表面改性效果的主要因素。随着射频源功率增加，射频源对氮气利用效率得到提升，其处理效果饱和点由100 W射频功率下的20 cm³/min升至400 W射频功率下的30 cm³/min，相应表面电阻率由100 W-10 cm³/min条件下的最大值 $ 3.3\times {10}^{16}\;\mathrm{\Omega }/\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{2} $降至400 W-30 cm³/min条件下的最小值 $ 1\times {10}^{15}\;\mathrm{\Omega }/\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{2} $，并且表面电荷消散速度由6%增加至68%，同时积聚量最多减少了18.6%。另外，随着外施脉冲电压由3 kV-25 μs升至7 kV-75 μs,表面电阻率最多下降了89%，表面电荷消散速度由4%增加至58%，积聚量最多减少了23.7%。进一步分析表明，经氮离子注入处理的聚四氟乙烯材料表面陷阱能级变浅，加速了表面电荷脱陷，而降低的表面电阻率也促进了脱陷的表面电荷沿面传导，最终使得表面电荷消散加快。

根据高功率半导体激光器对大功率、低纹波、高可靠性恒流源驱动源的需求，设计了基于4个BUCK模块并联交错输出的恒流电源，最大输出功率37.5 kW（250 V×150 A）。4个模块导通时间依次间隔T/4使模块间的纹波抵消降低，实现输出电流纹波率0.066%。利用FPGA并行优势快速响应输出保护，在12.2 μs内即可关断输出，保护优异。测试结果验证了设计，目前已成功应用于某项目中。