强耦合双间隙微波谐振腔的特性分析

该文设计了一类适合用于较低频波段宽带多注速调管的新型微波谐振腔——强耦合双间隙腔,并采用了较精确的三维电磁场模拟计算程序ISFEL3D对其各种主要参数和特性做了详尽的计算和理论分析,结果表明,强耦合双间隙微波谐振腔工作于π模时具有特性阻抗高而且体积小的突出优点,同时π模频率与2π模频率的间隔明显增大。另外,该文还利用两种常用的集总元件等效电路对计算数据和结论进行验证,并对两种常用的等效电路的精确度做了讨论。

一种近方脊滤波器的设计与快速制造（英文）

滤波器是信号传输系统中的重要组件.提出一种快速、高精度复制工艺方法,用于设计和制备WR-10波段矩形波导滤波器.采用多层匀胶单次紫外曝光工艺(硅片上匀SU-8胶),制备出的滤波器高度误差小于0.03%(3μm),陡直度误差小于1.1o.实验结果表明,用该方法制备毫米波滤波器技术可行,并取得了卓越的电磁性能(关于:插入损耗,回波损耗和带宽).最终测试结构可知,通带内的插入损耗测得结果小于0.5 dB,几乎可以忽略不计,在整个通带内回拨损耗大于10 dB.结果表明,这种快速制造技术是制备太赫兹射频器件的一种有效办法,这种新技术将成为推动太赫兹射频器件未来发展的主要动力.

扩展互作用谐振腔的模拟分析

分析了扩展互作用谐振腔的工作原理、特点以及工作过程，并利用PIC粒子模拟程序对其进行了数值模拟，分析了阴极电压、电子注半径、谐振腔个数以及谐振腔周期长度对输出功率、频率及转换效率的影响。结果表明：当阴极电压为28．5～30．0kV时，谐振腔能正常工作；当电子注半径为1．4mm，谐振腔个数为4，阴极电压为29kV时输出功率和转换效率最大，输出功率为128kW，频率12．9GHz，转换效率达37．93％；输出频率随谐振腔周期长度的变小而增大。

同轴谐振腔微波幅度均衡器的研究

微波幅度均衡器由吸收型λ/4同轴谐振腔作为其基本结构单元,多级子结构级联构成,谐振频率和功率衰减主要通过改变腔长、探针插入深度和微调螺钉来调节。在结构设计时应从谐振频率、功率衰减、功率容量、抑制高次模、阻抗匹配、温度特性等因素综合考虑,确定同轴谐振腔腔长、可调探针尺寸、微调螺钉位置、子结构单元数量和各组件的材料。均衡器的调试是保证均衡器性能的重要步骤,既要保证均衡器的功率输出与目标衰减曲线拟合,同时要考虑降低插入损耗和温度影响,需要结合多种调试技术反复尝试达到最佳匹配。

光学微球腔谐振模式研究

使用时域有限差分法对近场耦合状态下的光学微腔进行了计算。系统地研究了微腔中不同阶径向模式的各方面性能的差异。并在此基础上讨论了通过改变耦合参数，选择性增强特定模式的途径。研究了数种非均匀介质微腔的性能改变，指出选择性增强特定模式，可以通过以下两类方法：一是对于均匀介质分布的微腔，通过改变耦合参数来改变修逝波场的场强和相位分布，例如改变入射波的入射角，改变耦合间距。二是通过区域性改变微腔的折射率分布来改变微腔的修逝波场的场强和相位分布，如折射率改变（△n）折射率梯度（dn/dr）。探讨选择性抑制高阶模形成改善微腔性能的途径。使得基模获得到高能量密度，和更低的模式体积为研究原子或离子与微腔的相互作用提供更好的环境。

双间隙谐振腔的高频分析

从麦克斯韦方程组出发，运用电磁场的匹配条件，导出了双间隙谐振腔等效周期结构横磁模的色散关系及场分布表达式。然后通过数值计算，求出了双间隙谐振腔的谐振频率和场分布，并分析了谐振腔的结构尺寸对频率的影响，为Ｃ波段双间隙输出腔的设计提供了理论依据。

含石墨烯临界耦合谐振器的吸收特性研究

临界耦合谐振器是一种薄膜结构,可以吸收几乎所有的入射电磁波而不产生散射.为了有效的实现和控制临界耦合现象,本文提出了在临界耦合结构中加入了基于石墨烯的多层薄膜结构来代替原来的吸收薄膜层.计算表明临界耦合现象出现在近红外波段,且可以通过调节石墨烯的费米能级来获得不同的临界耦合频率;另外改变多层薄膜结构中介质的厚度、石墨烯的层数,实现了临界耦合现象的可调谐性,同时对于弛豫时间和入射角度对吸收效率的影响也做了相应讨论.本文理论结果为基于石墨烯的临界耦合器件和光探测器件的设计提供了理论依据.

弓型悬臂梁微静电谐振器力学建模

根据梁的小变形理论 ,对双侧支承微静电谐振器的弓型悬臂梁进行了理论建模和受力分析研究。推导出其受力和变形计算公式 ,研究表明 ,此种谐振器是五次超静定问题 ;在支承长度和工况相同的情况下 ,它比直脚型悬臂梁谐和蟹脚型悬臂梁的谐振幅度大 ;谐振频率和刚度系数随着纵向支撑长度L、横向短梁长度l3的增加而减小 ,随着梁宽b的增加而增加。

谐振式集成光学陀螺解调特性分析

基于激光器频率谱检测技术,沿着光的传输方向分析了光波在谐振式集成光学陀螺系统中的传播,结合输入信号特征,建立频域内的数学模型,通过数值仿真和实验得到了调频检测系统下的解调曲线。按照光的传输方向:激光器、声光晶体移频器、光波导环形谐振器、探测器,利用贝塞尔函数展开和光场耦合模理论分析了谐振式集成光学陀螺解调特性,及其调频调制检测系统解调输出信号与谐振频率偏差之间的关系。通过数值计算,分析了解调曲线的变化规律,得到了施加在激光器压电陶瓷驱动器上调制波形的最佳调制系数。在实验上搭建了激光器频率调制解调技术系统,得到了解调曲线。数值仿真和实验结果表明,当调制系数M=2时,线性工作区间斜率最大,解调曲线最好。实测形状与理论分析结果相符,从解调信号得到±2×103rad/s的陀螺动态范围。

超材料谐振子间的电耦合谐振理论与实验研究

通过将两个金属开口环谐振器口对口地放置,实现了超材料谐振子间的电耦合谐振.对电耦合谐振的微波等效电路进行了理论分析和数值计算,结果表明耦合后的超材料谐振子能产生两个谐振频率,其中一个随耦合强度的增加逐渐向低频方向移动,而另一个固定在单谐振子的谐振频率处不变.微波透射谱的实验测试和电磁仿真结果表明,两个谐振峰随耦合强度的增加分别向低频和高频方向移动.分析表明:低频谐振峰的位置主要是由超材料谐振子间的电耦合强度决定的;高频谐振偏离单谐振子的谐振频率主要是由不可避免的磁耦合引起的,而且在耦合间距越小时磁耦合影响越大.提出的基于超材料谐振子间的电磁耦合实现的双频谐振及其可调性极大地增加了超材料的设计与应用空间.

基于阶梯阻抗谐振器的双频微带带通滤波器设计

设计了一种基于1/4波长阶梯阻抗谐振器(SIR)的交叉耦合微带双频带通滤波器,利用SIR终端加载的金属化短路通孔实现K倒置器,利用谐振器之间的级间耦合实现J倒置器,通过相邻谐振器之间的级联耦合和不相邻谐振器之间的交叉耦合,完成了四阶双频带通滤波器的设计。滤波器两个通带的中心频率分别为3.78GHz和8.69GHz,中心频率比大于2,对应的插入损耗分别为-1.28dB和-2.29dB,带内回波损耗分别为-12.38dB和-25.0dB。测量结果和仿真结果基本吻合,实现了双频带通滤波器的小型化和低损耗。

制备光学金刚石膜的微波谐振腔设计及优化

设计了两种具有不同结构的用于制备光学金刚石膜材料的新型微波谐振腔,第一种山字形剖面的重入式谐振腔,具有能提供足够大的微波谐振空间,激发出高密度等离子体的优点,对其改进后,沉积基台倒置,减少杂质,有助于提高膜的质量。在第二种谐振腔结构优化过程中发现,微波传输结构部分设计过渡锥台比直接连接时,沉积台上方可获得更强的电场强度,有利于提高沉积速率。对气体供给方式及流速进行了优化,提出了两种工作气体供给模式,模式I从中心孔进入,模式II从环状孔进入。结果表明:模式I有利形成均匀膜层,最佳气体流速范围为5~10 m/s。设计的微波谐振腔可应用于高品质光学金刚石膜的制备。

基于新型三环谐振器的诱导透明效应分析

针对谐振式微腔的应用需求,提出了一种新型三环谐振式微腔结构,类似于原子系统中的电磁诱导透明,耦合诱导透明(CRIT)效应在一个新的光学微腔系统中已被实验证明.该结构在硅基上由三个尺寸完全一样的微环腔组成,通过理论分析、制备和实验测试,能够观察到CRIT现象,其频谱具有低群速的狭窄透明峰,与光栅耦合器的耦合效率为34%,并且谐振器的品质因数达到了0.65×105,同时,失谐的谐振波长可以通过温度变化来控制,这在旋转传感、光滤波器、光存储器等方面的应用有重要意义.

梳状谐振器的大信号等效电路宏模型

研究了梳状谐振器在大信号作用下的机电特性方程 .采用 SPICE中的多项式受控源 ,给出了其 F - I类比的大信号等效电路 ,同时根据所得到的等效电路宏模型运用 SPICE软件进行了系统级的模拟 ,并采用两种方法进行了验证 .

SOI微环谐振腔测试信号纹波噪声的分析(英文)

基于绝缘体上硅材料(SOI)的微环谐振腔作为各种集成微光学器件的核心部件,其传输特性的好坏直接决定微光学器件的性能优劣。结合微环谐振腔理论和多光束干涉原理对微环谐振腔测试信号中纹波的产生原因和影响因素进行了分析,通过耦合实验测试得到了纹波信号的特征参数并进行了分析,实验结果与仿真分析吻合。进一步分析了耦合光栅刻蚀深度对纹波幅值的影响及原因,为微环谐振腔结构参数的进一步优化和微环谐振腔传感系统误差分析提供了依据。

微波谐振腔本征模求解的算法及应用

在微波工程中,经常运用数值方法来解决实际问题,其中谐振腔本征模的数值求解已被广泛应用于多种微波器件的结构设计和参数优化。总结了近年来微波谐振腔本征模求解算法的研究进展,运用当前最为有效的带切比雪夫多项式迭代的幂偏移法,解决了常规方法计算速度慢和精度不够等问题,并对实际应用中几种较为典型的微波谐振腔进行了计算。

微波谐振腔内壁水膜对腔体特性的影响

应用微波谐振腔微扰理论分析了圆柱形谐振腔内壁水膜对腔体谐振频率和品质因数产生的影响,通过理论推导得到了由水膜引起的谐振频率偏移和品质因数变化的解析式,并对工作于9.6GHz的TE011模圆柱谐振腔进行了仿真分析,给出了谐振腔的谐振频率和品质因数随水膜厚度不同而发生变化的仿真曲线。结果表明,当水膜厚度小于10μm时,水膜对谐振腔的谐振频率和品质因数的影响可以忽略;当水膜厚度超过20μm时,需要考虑水膜的影响,对测量结果进行校正。

基于圆柱谐振腔的射频接近传感器的研究

为满足接近距离的高精度测量要求,设计了一种采用圆柱谐振腔测量物体接近距离的新型传感器。给出了腔中E011谐振模的电磁场,导出了接近距离计算公式;讨论了谐振腔几何尺寸与工作频率之间的关系;建立了传感器系统模型。仿真结果表明精度达1μm.该传感器不受温度、湿度、尘埃等环境因素影响,允许多个传感器安装在一起而彼此互不影响。可用于摩擦搅拌焊接机器人、汽车轴承套内外间隙监测,厚度测量等领域。

一种电阻加载的L型谐振器及其在微带均衡器中的应用研究

文章提出了一种薄膜电阻加载的L型谐振器,设计了一种小尺寸的微带均衡器子结构电路,并对薄膜电阻的加载位置进行了研究。分析表明这种电阻加载的L型谐振器不仅能够进行中心频率调节、曲线衰减幅度调节,而且能够对谐振回路的品质因数进行调节,适合在微带均衡器中应用。为微带均衡器的设计提供了一种新的设计途径。

球微腔介质的回廊模近似解

从球对称边界条件出发,分别讨论微球内部光场的两类重要的传播模式横电场(TE)和横磁场(TM)回廊模(WGMs),并导出其对应的特征方程.运用大球近似下的特征方程解,计算低阶WGMs模的谐振波长,很好地解释掺铒氟化物玻璃微球中所观察到的发射光谱.