摘要：为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰全宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环(非针尖设计)的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。

摘要：基于方形开口环与金属棒组合的超材料结构,提出一种新型透射式太赫兹偏振转换器件。研究了基本结构单元的不同组合方式对偏振转换特性的影响,并通过优化结构单元的相关参数,提高了偏振转换功能的工作带宽。最终在0.45~1.30 THz范围内实现了高效的X-Y方向交叉极化偏振转换,有望用于集成化太赫兹偏振转换器件的研究和应用中。

摘要：设计了一种全新的一维石墨烯-光子晶体(PhC)复合谐振结构,使用传输矩阵法(TMM)对其所支持的太赫兹Tamm等离子体激元(TPP)和腔体模式(CM)之间的强耦合效应进行理论研究。研究表明,用于表征耦合强度的Rabi分裂能随着光子晶体周期数的减小而增大;改变间隔层和腔体厚度以及石墨烯的费米能级时,也会影响Rabi分裂能。最后通过入射角度对耦合模式进行主动调控,当入射角处于0°~60°时,耦合模式的特性与偏振无关。本文的研究结果为太赫兹强耦合效应的研究和应用提供了新的思路。

摘要：回旋行波管作为电真空器件之一,兼具大功率、宽频带、高增益等特性,在无线通信、电子对抗、安检成像等领域具有广泛的应用前景。本文通过理论研究和粒子仿真(Particle in Cell,PIC)完成了G波段回旋行波管的优化设计,其采用周期性介质加载波导,工作模式为TE 02模。PIC仿真结果显示,当输入60 kV、3 A的电子注时,回旋行波管在215 GHz的输出功率为14 kW,对应效率和增益分别为7.7%和45 dB,3 dB带宽为9.5 GHz。

摘要：太赫兹回旋管因其输出功率高和有一定频率调谐范围的特性,符合太赫兹波驱动的动态核极化(Dynamic Nuclear Polarization,DNP)核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)波谱技术对辐射源的要求。常规用于NMR的基波太赫兹回旋管需要相对较强的磁场,而二次谐波工作的回旋管可极大地降低对强磁场的依赖。本文提出了一种应用于动态核极化核磁共振谱仪的263 GHz二次谐波回旋管,并基于自洽非线性理论分析了回旋管的模式选择、模式竞争和注-波互作用,确定工作模式为TE 3,3模。数值仿真结果表明注-波互作用效率为0.2%~28.7%,工作频带在263.71~263.75 GHz,符合增强核磁的太赫兹辐射源的要求。

摘要：针对大功率太赫兹辐射源在增强核磁共振波谱技术等相关领域的应用,完成了基于改进型多段式回旋谐振腔结构的395 GHz太赫兹回旋管优化设计。为降低系统对磁场的需求,回旋管采用二次谐波工作方式。当回旋管处于工作电压12 kV,工作电流0.5 A,工作磁场7.2 T时,在395.1 GHz实现了1 kW的大功率太赫兹波输出。通过改变工作磁场和工作电压,实现了太赫兹回旋管的频率调谐。当工作电压为12 kV,工作磁场在7.19~7.21 T之间变化时,工作频率在395.09~395.2 GHz,频率调谐范围为110 MHz,输出功率在20 W~1 kW变化;当工作磁场为7.2 T,工作电压在10~12.6 kV之间变化时,工作频率在395.09~395.21 GHz,频率调谐范围为120 MHz,输出功率在15 W~1 kW范围内变化。

摘要：太赫兹波驱动的动态核极化增强核磁共振波谱系统可大幅提高信号灵敏度和缩短检测时间。该系统需采用传输线在驱动源回旋管与谱仪之间进行太赫兹波传输。本文针对400 MHz增强核磁共振系统设计了由准光模式变换器和波纹波导组成的太赫兹传输线,并进行了相关实验测试,测试结果表明准光模式变换器可将263 GHz回旋管TE 03模式转换成准高斯波束,其高斯成份为97%,整个传输线最终输出波束的高斯成份为96.3%。

摘要：为了顺应行波管高功率、高效率、小型化的发展趋势,设计了工作于W波段的矩形环对角双杆慢波结构行波管。仿真结果表明:在工作电压12.4 kV,工作电流0.08 A的条件下,矩形环对角双杆慢波结构可获得106.69 W的最大输出功率,增益可达27.27 dB,电子效率达到10.75%,3-dB带宽为18 GHz。

摘要：针对140 GHz回旋行波管,采用三折螺旋波纹波导作为慢波结构,通过色散特性分析优化螺旋波纹波导结构参数,达成了抑制模式竞争和扩展带宽的目的;依据布拉格衍射机理设计了输入耦合器,能够确保电子束有效流通以及信号稳定输入,且在136.5~144 GHz范围内,S_(21)>-0.5 dB。以小回旋电子注为激励源对该螺旋波纹波导回旋行波放大器进行了PIC仿真,当输入信号的频率为140 GHz、功率为50 W时,输出信号功率为223 kW,增益为36.49 dB;在134~142 GHz的频率范围时,输出功率在113~223 kW之间,3 dB带宽大于8 GHz。本文将螺旋波纹波导结构应用于140 GHz并取得了高增益和大带宽,对后续在更高频率的研究和工程应用具有较高的参考价值。

摘要：对于光纤耦合式太赫兹时域光谱系统,其工作稳定性主要受限于光学延迟线延迟扫描过程中的插损稳定性。为了解决这一问题,设计了一种新型的高稳定光学延迟扫描装置。将新型光学延迟线与传统光学延迟线进行光学仿真公差分析表明,当其内部的角锥反射镜和光纤准直器具有相同程度的倾斜和偏心条件时,新型光学延迟线所获得的耦合效率波动量远小于传统光学延迟线。通过太赫兹时域波形对比结果表明,使用其方案所设计的新型光学延迟线所获得的太赫兹时域信号峰值波动量仅有传统光学延迟线的1/4。为提升光纤耦合式太赫兹时域光谱系统的稳定性提供了一种可行性方案。