基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统

介绍了一种太赫兹波光学调制系统,该系统首先通过刀片与半导体之间的狭缝实现太赫兹波和太赫兹表面等离子体波之间的耦合,然后通过改变照射到本征半导体表面的光强用以调控半导体表面的等离子体频率,使得半导体表面的等离子体频率在有光照和无光照条件下分别大于和小于其上传输的太赫兹表面等离子体波的频率,从而实现对在半导体表面传输的太赫兹表面等离子体波以及由其耦合出的太赫兹波的强度调控。该调制方法与传统方法相比具有调控频带宽、速度快、成本低、常温工作等优点,可用于太赫兹波通讯。仿真和实验结果进一步验证了该调制系统应用的可行性。

激光等离子体太赫兹辐射源的频率控制

实验研究了双色超快强激光场作用于氮气分子束所产生的宽带太赫兹(THz)辐射光谱随等离子体介质的密度和长度的依赖关系,发现THz辐射的中心频率随等离子体密度提高和长度减小而增大(0.8—1.4 THz),且谱宽也随之增加(0.78—1.53 THz).分析和计算表明,太赫兹光谱的变化由等离子体振荡频率和谱宽决定.该发现为等离子体宽带太赫兹辐射源的光谱操控提供了新思路.

等离子体激励频率对压气机稳定性影响的实验与数值模拟研究

本文采用实验与数值模拟方法研究了不同等离子体激励频率对低速轴流压气机的扩稳特性。结果表明,等离子体激励能够显著减弱叶顶泄漏流非定常脉动,增加主流动量,削弱泄漏流和回流动量,抑制泄漏流向叶尖前缘移动,从而扩大压气机的稳定工作范围;非定常激励对压气机稳定性有重要影响,随着激励频率的增加,扩稳效果增强,但激励频率存在阈值,当频率高于0.5倍叶片通过频率时,随着频率的增加,扩稳效果几乎不变。

等离子体折射和吸收隐形的控制

介绍了等离子体折射和吸收隐身的机理,讨论了等离子体隐身实现的技术可行性,分析影响等离子体吸收隐身技术效果的几个因素,提出通过调节达到较好隐身效果的方案。

等离子体吸收隐身技术的吸收功率数值模拟

介绍了等离子体吸收隐身的机理,并对等离子体吸收隐身在特定的参数下进行了数值模拟,从中分析出了影响等离子体吸收隐身技术效果的几个因素。

用于飞行器的强电离放电非平衡等离子体隐身方法研究

着重研究了等离子体临界电子密度、电子等离子体频率等参数对电磁波的折射、吸收、反射的影响。在此基础上,采用了强电场电离放电方法,在放电间隙内产生高密度、高能量的电子,它足以电离氮、氧等气体,在飞行器表面形成具有一定梯度的高密度等离子体层,能够吸收、折射电磁波,衰减雷达散射面积达千余倍。该等离子体器件是一个很薄的组合件,仅有百余克重,可贴附在电磁波强散射部位和进气道壁上。此方法具有吸收频带宽、吸收率高等特点,有望成为机载微型等离子体产生器件。

浅谈等离子体隐身技术在武器装备上的应用

等离子隐身体技术作为一种全新的隐身技术,是通过等离子体与电磁波的相互作用实现隐身的。文章介绍了等离子体的组成、分类以及生成方法,论述了等离子体隐身的机理和在军事上的应用,并结合现状,展望了其未来的发展趋势。

等离子体干扰巡航导弹研究

等离子体干扰技术作为一种全新的概念,日益受到人们的关注。根据GPS系统制导巡航导弹的特点和等离子体对电磁波传输的影响,探索了一种等离子体抗巡航导弹(GPS制导)新途径。对干扰所需最小等离子体自由电子数密度进行了估算,分析了该途径干扰对抗巡航导弹的可行性,为防御巡航导弹提供了理论依据及数据参考。

表面波等离子体天线的柱状等离子体源参数研究

等离子体天线因其具有许多独特的性质而受到各国军方的广泛关注。本文首先介绍了表面波等离子体天线的基本原理及组成,并根据同轴对称表面波沿等离子体柱轴向传播的色散关系,研究了等离子体碰撞频率以及等离子体频率对表面波波矢的影响。文章最后对影响等离子体碰撞频率以及等离子体频率的因素进行了分析。

等离子体天线的基本特性仿真

等离子体天线具有隐身、动态重构等不同于金属天线的独特的物理性质,在卫星遥感、通信、导航领域具有潜在的应用前景。为了研究等离子体频率对天线特性的影响,采用三维电磁仿真软件建立了柱形等离子体天线模型,在此基础上,针对等离子体频率对等离子体天线的S11曲线、方向图、增益等性能的影响进行了仿真分析,并给出了相关结论。

高功率微波对等离子体限幅器加热效应分析

等离子体限幅器利用入射的高功率微波电离气体,产生等离子体;该等离子体反射和吸收微波能量,保护电子设备不受来袭高功率微波损毁。基于射线跟踪理论,研究高功率微波透射功率随等离子体频率和电子碰撞频率的变化规律,分析加热效应对等离子体限幅器件防护性能的影响。对于长脉冲高功率微波,计算结果表明:随着温度升高,等离子体频率增高,使得微波透射功率减小,防护效果得以改善。在低气压限幅器中,考虑电子碰撞频率影响,选用Xe作为电离气体产生等离子体,能使限幅器更有效地发挥效能。

等离子体环境对卫星光通信系统的影响分析

为了研究空间等离子体环境对卫星光通信系统的影响,利用等离子体的特征频率,分析了等离子体对激光传输信号的影响,结果表明等离子体对激光信号的衰减很小,可以忽略。进一步分析了等离子体对卫星表面的充放电过程,结果表明100 eV低能等离子体对卫星起不到干扰破坏的作用,300 eV以上中等能量的等离子体可以有效地干扰卫星的正常工作。

等离子体在航空隐身工程应用的若干问题探索

国外关于俄罗斯第五代战斗机1.44的隐隐约约报导,以及关于美国B-2轰炸机用电动力学减阻及等离子隐身的点滴分析,引起了世界航空界的关注。国内也掀起了用等离子体隐身的研究热潮。这是一件大好事。等离子体与雷达电磁波可以互相作用是众所周知的,但国外由预先研究到工程应用,也经历了20多年。问题是我们跟踪这一技术途径时,要解决一系列难题,并尽快研制出能产生高电子数密度(4.02×1018/m3)、尺寸小、耗能低(几十千瓦)、寿命长的等离子体发生器来,以供飞机在外围自由空间大面积的使用。进行技术设计时,应选择有限目标,根据作战任务,寻求最有利的等离子体频率、碰撞频率、雷达入射波频率、电子数密度空间分布等参数的最佳组合,以获最好阻抗匹配。应利用等离子体能反射、折射、吸收、干扰雷达波的机理,巧妙使用相干与湍流,碰撞与截止,以最小的能源消耗,获得最大的雷达回波损失。由于等离子体内部波动状态十分复杂,又难以保持其稳定性,因此,对雷达波反射几乎是不可避免的,处理这一问题时主要是让其偏离原来的方向。

等离子体的振荡及流体效应的解释

在普通物理层次内对等离子体的主要基本特性进行分析并简单介绍有关应用

电磁波在等离子体同轴波导中的传播特性研究

研究了均匀非磁化等离子体填充的同轴线波导,考察了电磁波在其中的传播特性。通过对边界条件的分析讨论,得到了波导中各场分量的解析表达式和电磁波在波导中传播的特征方程,并结合等离子体特性得到了电磁波传播过程中的衰减常数与相位常数。最后采用了MATLAB编程计算软件对其色散关系特性进行分析计算和绘图,在一定的条件下,分别就衰减常数和相位常数与等离子体的各种参数,如振荡频率、碰撞频率及入射电磁波频率的关系进行了深入细致的讨论,并分析了电磁波在等离子体同轴波导中传播时,不同波导尺寸对衰减的影响和不同模式与衰减的关系。

激光等离子体光丝中太赫兹频谱的调控

研究了双色激光场激发空气成丝产生太赫兹辐射频谱的变化规律.实验观察到随驱动光功率和光丝长度增加,太赫兹光谱主要发生红移的现象.分析表明,由于等离子体密度的增加,太赫兹辐射的趋肤深度减小,等离子体吸收主导了红移的发生.在光丝足够短的条件下,趋肤深度远大于光丝长度,从而产生等离子体振荡主导的太赫兹辐射光谱蓝移.本研究为超快宽带太赫兹辐射的频谱调控提供了新思路.

激光-等离子体相互作用过程中光子加速的研究

为了研究激光-等离子体相互作用过程中的光子加速(光子频率上移),采用数值模拟方法进行了理论计算和数值计算验证,取得了光子加速的重要计算机模拟结果。结果表明,等离子体激光相互作用过程中的光子频率上移与所用的激光脉冲形式和脉冲宽度有关,存在最佳脉冲宽度和脉冲上升宽度,还存在等离子体电子密度上限。这一结果对进一步研究激光等离子体粒子加速有帮助。

电子注对谐振腔中TM模式谐振频率和电磁场分布的影响

将电子注视为等离子体柱,从填充等离子体柱的谐振腔的物理模型出发,推导了圆柱腔填充中心电子注时TM0m0模式的特征方程,并重点分析了填充电子注的圆柱腔中TM010模式和TM020模式的谐振频率和电磁场分布随等离子频率的变化情况。研究结果表明,随着电子注的等离子体频率不断增大,谐振频率也不断增大,谐振腔内电场和磁场的分布也随之发生改变。当电子注的等离子体频率超过谐振腔的谐振频率时,谐振腔内的电磁场分布将发生很大的变化,出现了电子注内外电场方向相反和趋肤效应等现象。

2.45GHz单电荷态电子回旋共振离子源

描述了一台 2 .4 5GHz单电荷态电子回旋共振 (ECR)离子源的原理、结构与应用。介绍了其微波系统与磁场结构。在微波输入功率约 6 0 0W ,引出高压 2 2kV ,引出孔径为6mm时 ,该离子源的总束流I(H1++H2 ++H3+)可达 90mA。

可见光波在天然金属基界面正负折射机理的研究和进展

Snell定律揭示了光在穿越不同介质界面时的传播和折射规律,这是现代物理光学的重要基础。追求完美光学透镜的途径之一是寻找正负折射率匹配材料,但在相当长时期内,在自然界中从未发现有违背Snell定律的天然负折射率材料存在。在本研究工作中制备了一系列入射角精确可控的楔形贵金属金和银等样品,采用不同波长的激光,对于光在最简单的天然贵金属界面传播时所发生的由负到正折射特性变化进行了定量实验测量,获得表观折射率随入射和折射角变化的定量关系。对于导致奇异光折射现象的各种争议性机理进行了细致探索和讨论,这与等离子体、负磁导率和Goos-Hanchen等效应无关。研究结果将有助于人们理解光在金属基微结构中发生正负折射传播的物理机理,从而为新型微纳光电子材料和器件的研制和应用建立基础。