一种大气微波环形波导等离子体设备

微波等离子体相对其它等离子体而言有很多的优点,具有极高的工业应用价值。但在大气条件下,大体积的微波等离子体较难获得。为达到产生该种微波等离子体并将之应用的目的,特设计了一台环形波导反应腔设备并从事了等离子体激发的相关研究。介绍了该设备的设计思路,给出了常用的非磁化微波等离子体工作气体的击穿曲线,通过软件仿真得到了反应腔内的电场分布,并陈述了微波等离子体反应的基本现象。结合试验的结果,证明了软件仿真的正确性和装置的有效性。目前,该装置可在大气压下顺利激发一定体积的氦、氩等离子体。

环形波导狭缝天线产生的氩等离子体特性研究

研制了一种由环形波导腔环绕直径３０ｃｍ、高５０ｃｍ耐热玻璃圆筒真空室构成的新的大面积微波等离子体源。环形波导内侧开有多个用来激励产生等离子体的狭缝，相邻狭缝间的距离为半个波导波长。利用该装置研究了微波功率、工作气体对氩等离子体特性的影响。静电双探针测量结果表明，当气压在４０－６００Ｐａ，功率在２００－６００Ｗ范围内时，电子温度可达０．８－３．０ｅＶ，离子密度最高达４．３×１０１０ｃｍ－３。

一种环形波导微波等离子体装置

微波等离子体可以通过无极放电方式产生,相对其它放电方式而言,容易在高气压下维持较高容量,有较好的工业应用价值,但目前在较高气压下使用的微波等离子体装置还不成熟。为此,介绍了一种新型的微波等离子体反应腔,包括该腔体的结构和设计原理,并将其与现有的纯狭缝式微波反应腔作了比较,以说明两缝结合腔体的优点;通过引入喷气电离管前后微波激发所需要的能量变化以说明电离管的作用:它利用环形波导的狭缝天线和大缝向腔内传输微波以激发和维持等离子体,这种两缝结合的形式使反应腔内高场强区域扩大,有助于大面积等离子体的产生;同时,该腔体还配套有一喷气电离管,通过其产生的电离流的作用,有效降低了微波激发等离子体所需的能量。通过摄像头观察到的实验现象表明,在大气压下其产生的等离子体是相对均匀的,且覆盖面积大,可有效的应用于工业中。

环形波导等离子体源阻抗特性的研究

采用微波三探针研究了环形波导等离子体源阻抗特性随运行参数的变化。分析了微波等离子体源的阻抗特性。该方法有助于微波等离子体特性的研究和实现快速阻抗调配。

环形波导微波场分布的计算

提出了环形波导场分布的计算模型 ,计算了环形波导内的微波场分布。结果表明即使在环形腔直径大于微波波长时 ,微波能量也能传到真空室中心附近 。

环形波导对光信号滤波特性的理论分析

全光交换技术就避免了光电交换模式带来的电子瓶颈,是未来发展方向。目前的微环谐振器的研究进展来看,微环的各种光信号处理特点得到人们的高度重视及关注,其具有体积小、插入损耗小、串扰低、有利于大规模的集成等优点。尤其以硅基微环具有高折射率且通信波段透明,在制作具有超高折射率差的纳米波导的时候,具备传播损耗特别小的特点。

聚合物环形波导弯曲损耗的改进计算

在大部分集成光学器件中,都会用到弯曲波导,而如何控制波导弯曲产生的损耗,便成了影响这些光学器件性能的关键。应用有效折射率和传输矩阵法相结合,基于matlab平台,数值计算出聚合物PMMA环形波导的弯曲损耗。此外,还针对聚合物PMMA波导制备工艺,提出了通过对包层折射率的修饰,使得弯曲损耗减小的简便方法。这为聚合物PMMA弯曲波导的设计提供了一种有用的优化思路。

有源波导环形谐振腔产生毫米波的理论分析

提出了一种用有源波导环形谐振腔产生毫米波的方案。阐述了用有源环形腔产生毫米波的基本原理,分析了泵浦光功率、泵浦光持续时间和输入到环形腔中的光脉冲宽度对产生的毫米波性能的影响。分析结果表明当该方案用于ROF中产生射频波段的毫米波,以及用于高频微波光子技术中优势显著。

掺铒有源波导环形腔传感理论的分析与数值模拟

对掺铒有源波导环形腔传感特性进行了理论分析和数值模拟.模拟了掺铒有源环形腔结构参数、泵浦光功率和铒离子浓度对Q值的影响,结果发现,增加波导横截面面积和直波导与环的最小间距、泵浦光功率,减小环形腔的半径和铒离子的掺杂浓度等有利于增加有源波导环形腔传感器的Q值,进而提高有源环形器传感的灵敏度.

带有注入捕获器的大功率环形波导CO2放大器

许多实际应用(激光雷达、非线性光谱学、中远红外波段的光泵浦等)需要宽频调谐波段的大功率单频激光辐射源。在注入小功率主振荡器频率稳定的捕获器条件下工作的CO_2激光器可作这样的光源。目前已制成注入捕获器,并对快速流动和脉冲CO_2激光器,以及连续波导CO_2激光器进行了实验研究。我们认为,特别诱人的是环形注入式CO_2放大器,因为它不用附加技术就可实现主振荡器和放大的退耦,并可用于建造多光束放大器。本工作研制并研究了有注入捕获器。

基于环形电桥的W波段四路波导功率合成系统

本文提出一种利用波导环形电桥进行功率分配与合成的功率模块,并在90GHz-95GHz频带内设计了一种波导环形电桥级联形式的四路波导空间功率合成功率模块。首先介绍了该功率模块的系统架构,随后说明了环形电桥的一般理论并给出仿真结果。之后对该环形电桥进行级联与背靠背结构仿真。其仿真结果显示,在90GHz-95GHz频率范围内,输入端口回波损耗大于20d B.

X波段波导环形器的设计与实现

为满足某X波段船舶导航雷达系统的需求,设计了一种部分高度双三角形铁氧体中心结形式的波导环形器。在设计过程中,采用三角形阻抗变换器和三螺钉匹配器来实现环形器的阻抗匹配,利用商业软件HFSS对环形器的结构进行仿真优化,最终加工出实物并进行了测试。测试结果表明,在9.1 GHz^10.5 GHz范围内,该环形器插入损耗小于0.3 dB,隔离度大于20 dB,驻波小于1.25,整体指标满足系统要求,目前已成功应用于雷达系统中。

一种小型开口环形共面波导超宽带天线

用于短距离高速无线通信的超宽带天线,不仅要有较小的尺寸,还要求较小回波损耗和良好的全向性。环形开口共面波导馈电结构可增大电流路径、实现天线的小型化,叉形主辐射单元渐变结构使天线在全频段内、特别是高频段向各方向均匀辐射。仿真结果表明,天线在3.1 GHz^10.9 GHz频带内回波损耗小于-10dB、驻波比小于2,H面方向图直到9.5GHz仍近似为圆形。天线结构紧凑,是一种高性能的低剖面小型化超宽带天线。

TSV结构对环形物质波波导的影响

由于需要外部电源的接入,传统芯片上的环形结构的物质波波导无法形成完全封闭的环形结构,其产生的环形磁阱存在天然缺陷,阻碍了对冷原子的有效操控。利用硅通孔(TSV)技术能够在垂直于原子芯片表面方向接入导线,有望降低接入导线对环形磁阱的影响。本文通过有限元方法对基于TSV技术的环形原子物质波波导进行仿真研究,对导线加载电流时的磁场进行仿真分析,并系统研究了TSV横截面形状、通孔深度、通孔间隙等因素对环形导线所产生磁阱的影响。最终结合仿真结果,设计一种在加工工艺上切实可行的基于TSV结构的环形波导原子芯片。

波导随机散射系统的激光发射

提出在随机分布的散射微粒中嵌入环形波导结构以改善随机激光器的随机发射特性。利用时域有限差分法(FDTD),数值模拟了内嵌环形波导的随机散射系统及其对比结构中光场的分布,得到了各结构的模式频谱。结果显示,本结构只在中心处有激光出射,表明环形波导的存在可以影响随机系统的激光发射,减少激光的模式输出,并在一定程度上增强了出射激光的强度。

泵浦功率对有源环形微腔滤波器特性的影响

研究泵浦功率对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃有源环形腔滤波器滤波特性的影响。利用重叠积分方法求解Er-Yb共掺系统的速率方程与功率传输方程,讨论了泵浦功率对滤波器的传输特性、带宽和精细度的影响。数值计算结果表明:泵浦功率的改变不会改变环形腔滤波器的谐振特性,泵浦功率的提高对滤波器输出光谱特性具有重大的影响。一方面压缩了滤波器的带宽,另一方面又提高了滤波器的精细度。

Y结铁氧体环形器的有限元分析

基于有限元方法,分别用一阶ABC和PML作为边界截断条件,分析了波导型和微带型铁氧体环形器插入损耗和反射损耗.结果表明:对于波导型铁氧环形器计算结果与文献吻合得比较好,而对于微带型环形器,在某些频率值计算结果与文献吻合不是很好,主要原因是在对微带加源时不够精确.

紧凑型光学涡旋发射装置设计

硅基集成平台由于其较高的折射率差,适合用于大规模、小尺寸、高密度器件的集成。本文提出了一种基于硅基光子学的光学涡旋发射装置,工作波长在1600~1800 nm范围,通过改变输入光的波长可以输出不同拓扑荷的涡旋光束。同时,通过在环形波导外侧壁刻蚀二阶布拉格光栅的方法,克服了固有的高折射率对比度带来的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的叠加问题,得到了高纯度的单一圆偏振标量涡旋光束。

气压对氩等离子体特性的影响

研制了一种新的大面积微波等离子体源。由环形波导腔环绕直径３０ｃｍ、高５０ｃｍ耐热玻璃圆筒真空室构成。环形波导内侧开有多个狭缝用来激励产生等离子体。利用该源研究了气压对等离子体参数、击穿功率和熄灭功率的影响。

用于大面积材料表面改性研究的微波等离子体源

介绍了环形狭缝波导天线等离子体源的原理和结构。采用微波单探针测量了无等离子体情况下环形波导狭缝天线内的电场分布，利用Langmuir双探针测量了该源的氩等离子体的特性，结果表明在微波功率为200～600W，运行气压为40～600Pa范围内，电子温度可达0.5～3eV，离子密度最高达6×1010cm-3在气压为100Pa，等离子体的直径为16cm范围内，其不均匀性不超过25％。