导读:本文包含了高阶模论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:太赫兹,回旋管,模式竞争,注-波互作用
高阶模论文文献综述
赵其祥[1]（2018）在《高阶模THz电子回旋脉塞注波互作用研究》一文中研究指出太赫兹波(THz)处于毫米波与红外光之间,所以它既具有毫米波的特性又具有光的特性。由于太赫兹波的特殊性,它有着非常突出的应用前景和价值,所以对太赫兹科学技术的研究已经成为了当今科学研究的重点和热点。而太赫兹科学技术研究的基础和前提是太赫兹辐射源的研究,基于电子回旋脉塞机理的回旋管已被证实是最有可能实现大功率、高效率太赫兹辐射源的电真空器件,所以对太赫兹回旋管的研究非常具有意义。由回旋管理论可知,随着对输出功率和工作频率要求的提高,为了增加互作用腔的功率容量和缓解由于尺寸共度效应引起的一系列问题,太赫兹回旋管通常工作于高阶模式;同时为了缓解由于频率提高而带来的磁场增加的问题,太赫兹回旋管选择工作于高次谐波状态。但是高次谐波高阶模工作带来了一个严重的问题—模式竞争,它是影响回旋管实现大功率、高效率太赫兹波源辐射的主要因素。因此本论文将对高阶模太赫兹回旋管中注-波互作用进行分析并对其中的模式竞争问题展开深入研究。结合我校承担的国家“十二·五”计划项目“XXX电子回旋脉塞太赫兹源研究”,利用自制的回旋管线性和非线性数值模拟程序设计了一支0.42 THz,TE_(17.4)二次谐波渐变复合腔回旋管,详细分析了腔体结构尺寸变化对渐变复合腔冷腔特性的影响,同时还研究了电子注参数、磁场、电子注质量等多种因素对复合腔回旋管中注-波互作用效率的影响。根据线性和非线性模拟结果,利用时域多模非线性理论对设计的0.42 THz渐变复合腔回旋管中的模式竞争进行了模拟研究,深入讨论了窗片和激光功率探头反射、欧姆损耗、电子注质量等多种因素对模式竞争的影响。基于数值模拟,对设计的0.42 THz渐变复合腔回旋管进行了加工和热测实验,实验结果达到了项目指标要求。本论文的主要研究内容及贡献如下:1.基于圆波导耦合波理论,编制了渐变复合腔的冷腔模拟程序,经验证其模拟结果与HFSS,CST等商业软件非常接近。同时详细分析了腔体结构尺寸变化对渐变复合腔冷腔特性的影响,并初步设计了工作频率为0.42 THz,工作模式为TE_(17.4)的渐变复合腔高频结构。2.起振电流是回旋管模式竞争研究的前提,论文从起振电流的定义出发推导了渐变复合腔结构中模式起振电流的具体表达式,并编制了渐变复合腔起振电流模拟程序。利用该程序详细分析了电子注质量,欧姆损耗,工作模式对的相位差等多种因素对模式起振电流的影响。3.基于有源传输线方程和相对论下的电子运动方程,详细推导了渐变复合腔回旋管注-波互作用方程,编制了相应的模拟程序,并与CST粒子模拟软件进行了对比验证。同时利用编制的模拟程序讨论了多种因素如电子注电压,电流,磁场,电子注质量等对注-波互作用效率的影响。最终给出了0.42 THz二次谐波渐变复合腔回旋管的最佳热腔工作参数,该回旋管能够实现功率为78.78 kW,频率为420.0210 GHz的太赫兹波输出,同时对输出窗进行了模拟设计。4.基于时域多模非线性模型,编制了渐变复合腔回旋管模式竞争的数值模拟程序。利用该模拟程序对设计的0.42 THz渐变复合腔回旋管中模式竞争问题进行了研究,并讨论了电子注质量,欧姆损耗,输出窗和激光功率探头的反射等多种因素对模式竞争的影响。研究结果表明工作模式TE_(17.4)在选取的工作参数范围内能够首先被激励起来并稳定地参与注-波互作用,而竞争模式在整个互作用过程都得到了很好地抑制,同时还表明渐变复合腔结构在抑制模式竞争方面具有明显的优势。5.基于线性理论、非线性理论和模式竞争的大量模拟,对0.42 THz渐变复合腔回旋管进行了加工和实验测试。测试结果表明设计的0.42 THz渐变复合腔回旋管能够实现脉冲功率为19.3 kW,频率为421.645 GHz的太赫兹波输出。针对于输出功率和工作频率与理论值存在一定的偏差,本论文详细分析了加工误差,电子注质量,电压上升沿和过冲现象,输出窗及功率探头的反射等多种因素对注-波互作用的影响。研究结果表明当考虑合适的影响因素时实验结果能够与理论模拟值很好地吻合。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-11-24）
张兆传,王韦龙,朱方,张玉文[2]（2018）在《双间隙重迭模输出回路中消除高阶模的方法》一文中研究指出本文描述了新型S波段高平均功率速调管宽带输出回路的设计以及在热测过程中发现的自激振荡;为了消除自激振荡,进行了双间隙重迭模输出回路的进一步仿真,分别对高阶模的电场分布和电导率进行了分析和计算。由于TM_(420)模式的电场可以引起自激振荡,使用具有吸收腔的双间隙重迭模输出回路用于减小电场,并进行了冷测,最终拟通过速调管的研制进一步开展实验验证。(本文来源于《中国电子学会真空电子学分会第二十一届学术年会论文集》期刊2018-08-23）
王霞,郝永芹,晏长岭,王作斌,王志伟[3]（2018）在《高功率单高阶模倒置表面浮雕结构垂直腔面发射激光器（英文）》一文中研究指出提出并研究了一种带有环形出光孔的倒置表面浮雕结构垂直腔面发射激光器.该器件最突出的结构特点在于,支持稳定的单高阶横向模式激射.在输入电流为六倍阈值电流时,输出功率高达9.8 m W,边模抑制比将近30 d B.在外界为360 K高温时,输出功率仍可达4 m W.且其远场表现出的高斯光束发散角较小.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年02期）
钟胡天翔,朱凤,全胜文,王芳,刘克新[4]（2017）在《加速100mA质子束的低β超导半波长谐振腔内的高阶模（英文）》一文中研究指出基于超导器的连续波运行的高流强质子/氘束被越来越多的大科学装置所采用。在流强低于10mA情况下,用于加速低β段粒子的超导腔的高阶模影响基本可以忽略,但是对于加速百mA强流的低β超导腔,其高阶模损耗情况有待研究。近期北京大学设计并加工了一支β=0.09、运行频率162.5 MHz的超导半波长谐振腔,用于研究非相对论低β超导半波长谐振腔加速100mA强流质子束时可能涉及到的关键物理问题。重点研究了这支半波长谐振腔内部高阶模损耗的问题,用时域和频域两种方法分别计算了腔的高阶模损失因子,同时计算了考虑加工误差下腔内发生高阶模共振激发的概率。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2017年08期）
闫子华[5]（2017）在《低频压缩光的产生和测量及其高阶模的研究》一文中研究指出光学精密测量推动着科学前沿的快速发展。与基模相比高阶模拥有更多的自由度能够携带更多的信息量可以提高测量的信噪比,提高测量精度。随着测量技术的发展,采用经典的测量方式其测量精度会受到量子噪声的限制。而采用非经典的测量技术可以更加有效的提高测量精度,其测量精度能够突破散粒噪声基准,甚至达到海森堡极限。压缩态光场是非经典测量技术中的最常用的光源,自产生以来就被用来提高量子测量精度,可以用来进行磁场测量、引力波测量、平移测量、相位测量等方面,提高其测量的信噪比。作为科技前沿热点之一的引力波探测,就是将压缩光注入激光干涉仪来提高其测量精度,由于其测量频域在低频部分,更容易受到噪声的影响使得测量变得十分困难,引力波的探测水平代表着一个团队的技术水平,研究低频段的压缩有着重要的意义。将高阶模与压缩光结合起来可以实现基于高阶模压缩光的测量,这为进一步提高测量精度提供了新方法。本文围绕低频压缩光的产生和测量及其高阶模进行了研究。首先利用NOPA产生了低频压缩光并进行了测量,接着将产生的压缩光注入到MZ干涉仪中实现了超越散粒噪声基准的声频信号的测量,最后对利用空间光调制器产生高阶模光场进行了研究。主要工作如下:1.利用NOPA产生了低频压缩光。分析了NOPA的压缩特性,搭建了实验光路,首先测量了高频段的压缩曲线,在1MHz测到了6d B的压缩;其次研究了低频处影响压缩光测量的因素,提出了改进的办法并在实验上进行了验证。在19k Hz处测到了7d B的压缩,甚至在400Hz处观测到了压缩。2.实现了基于低频压缩光的声频信号测量。分析了利用MZ干涉仪测量声频信号的原理,将产生的压缩光注入到MZ干涉仪中实现了声频信号的测量,在19KHz处实现了超越散粒噪声基准的测量,信噪比提高了3d B。3.用Labview控制空间光调制器产生了高阶LG模式。利用膜清洁器提高了模式的纯度;研究了GS算法优化纯度的相关内容,并提出了产生高阶模压缩光的实验方案。(本文来源于《山西大学》期刊2017-06-01）
王燕[6]（2017）在《W波段高阶模回旋行波管高频系统研究》一文中研究指出回旋行波管作为电真空器件家族中重要一员,具有高功率宽频带的特点,在毫米波雷达、毫米波通讯、电子战等方面具有广泛的应用前景。然而回旋行波管工作在W或更高频段时,若工作模式仍然采用TE11或TE01等低阶模式,高频尺寸会变小。这样带来的问题是管子功率容量受限,易发生电子截获,加工困难等。采用高阶模式作为回旋行波管的工作模式可以有效的解决这一问题。因而研究高阶模回旋行波管具有重要的意义。围绕高阶模回旋行波管的研究,本论文主要做了以下两个方面的研究工作:一是对以TE12模式作为工作模式的回旋行波管的高频互作用结构以及输入输出系统进行了研究;二是围绕回旋行波管中常用到的低/高阶模式激励器进行了研究。主要研究内容及结果如下:第二章对以TE12模式作为工作模式的回旋行波管的高频结构进行了设计研究。首先基于小信号理论计算了工作模式TE12以及与TE12模式色散曲线几乎重合的TE41模式的起振电流。研究计算表明当磁场取为切点磁场的0.988倍时,TE12、TE41模式的起振电流达到10A以上,因而工作电流为10A时,可以保证这两个模式不发生绝对不稳定性。基于小信号理论同时也计算了与电子回旋模色散曲线交于kz负半轴的可能发生返波振荡的模式的无损起振长度,以及各模式起振长度达到20cm时相应所需要的损耗值。然后基于小信号理论计算的结果仿真分析了材料对各模式的损耗情况,并确定了一个可以稳定工作的介质分布加载高频结构。最后分析了光滑段长度、电压、磁场等的改变对高频输出的影响。第叁章对TE12模式回旋行波管的输入输出系统进行了研究。设计了单Y分支Bragg反射器式输入耦合器,针对同一单Y分支结构设计了两种Bragg反射器,解决了传统截止波导在高频段尺寸过小的问题,加工测试了一个带矩形波纹波导Bragg反射器的输入耦合器。为了进一步提高输入耦合器的转换效率,提出了一种双扭Y分支输入耦合器结构,仿真结果显示相较于单Y分支结构TE12模式的转化从-1dB左右提高到了-0.5dB左右。输出窗的设计中间层为蓝宝石,厚度1mm,匹配石英的厚度为0.42mm,仿真及理论计算显示带宽满足设计要求,热分析结果显示窗片可以有效工作,最后加工测试了单层蓝宝石窗片。第四章对回旋行波管中常用到的模式激励器进行了研究。首先提出了一种新型的可以激励TE0n/TE2n/TE1n'模式的激励器,设计思路为矩形TE10→矩形TEn'0→圆波导TE0n/TE2n/TE1n'。该模式激励器可以激励起低阶/高阶模式,结构紧凑,加工简便,模式纯度高,工作带宽较宽。在我们提出的结构基础上设计加工测试了一个低阶的TE01模式激励器、TE01/TE21模式激励器(同一种拓扑结构)、以及一个高阶的TE13模式激励器,并设计了一个高阶的TE12模式激励器以用于TE12模式高阶模回旋行波管中。最后还设计测试了一个高阶模TE13模式输入耦合器,相较于TE12模式输入耦合器TE13模式输入耦合器的竞争模式更加难以抑制。针对这个难点提出了波导壁侧壁开槽的思想,破坏竞争模式的电场结构,抑制竞争模式的形成,并提高设计模式的转化效率。研究采用高阶模的回旋行波管可以避免采用低阶模时在W频段或更高频段因尺寸过小带来的功率容量受限、加工困难等问题。低阶/高阶模式激励器的研究对于回旋行波管的冷测和热测实验具有重要意义。(本文来源于《电子科技大学》期刊2017-04-07）
鞠文静[7]（2016）在《GTEM Cell临界频率和高阶模成因的研究》一文中研究指出吉赫兹横电磁波传输室(GTEM cell)作为一种替代开阔场和电波暗室的测试设备,在电磁兼容辐射敏感度测试和辐射发射测试中得到了广泛的应用。但是由于GTEM cell内部存在不连续和突变结构会激励高阶模,限制了它的工作上限频率和有效测试区域的大小。为了提高GTEM cell的性能,本论文采用理论分析、实验验证和模拟仿真等方法,一方面以本实验室2.5米长GTEM cell作为参考,研究复合终端参数配置对临界频率点反射系数的影响,对GTEM cell的结构进行了优化;另一方面研究了 GTEM cell内部高阶TM模和TE模的成因,为GTEM cell的设计制造和应用提供重要指导。根据同轴传输/反射法原理设计了一套空气同轴线测试夹具。使用该测试装置对胶木、聚四氟乙烯和有机玻璃等材料进行了测试分析,并比较了非磁性材料复介电常数的叁种算法,发现当试样长度为试样中电磁波半波长的整数倍时,使用特性阻抗法和NRW法得到的介电常数在对应频率点处会产生巨大发散,而使用传播常数法计算的复介电常数不受测试试样厚度谐振问题的影响。研究了传播常数法中导致传播常数出现多值问题的根源,发现当试样长度为试样中电磁波半波长的奇数倍时,需要对传播常数的虚部进行修正,并给出了虚部修正时对应的临界频率点。对GTEM cell常用角锥泡沫吸波材料的复介电常数进行了实验测试,发现角锥泡沫吸波材料介电常数存在非均匀性。提出了一种基于有限积分技术的吸波材料反射率的建模仿真方法,使用该方法对电磁兼容吸波材料铁氧体瓦和角锥泡沫吸波材料的反射率进行了研究。结果显示,对于无孔铁氧体瓦,仿真得到的反射率与产品提供的反射率相比仅在极值点处相差15dB。对于中心开孔的铁氧体瓦,由于测试过程中片与片之间存在缝隙,仿真结果略优于实测结果。对于角锥泡沫吸波材料,实测结果和仿真结果在100MHz～350MHz范围内重合较好,在350 MHz～600MHz频率范围内最大偏差为10dB。通过对GTEM cell进行叁维实体建模,研究了电阻网板和角锥泡沫吸波材料的几何参数对临界频率点反射系数的影响。研究结果显示,增加电阻网板的列数和降低电阻网板的行数能够降低端口的反射系数;增加底座高比增加角锥高对降低反射系数的效果更显着。使用一阶德拜模型研究了吸波材料电磁参数对端口反射系数的影响,发现增加吸波材料的静态介电常数能够降低反射系数;而增加弛豫时间会提高吸波材料高频段的反射。本文还对电磁参数测试过程中发现的吸波材料电磁参数不均匀的问题进行了仿真研究和实验验证。研究发现,对于同一批角锥泡沫吸波材料,将介电常数较大的吸波材料安装在芯板附近对降低GTEM cell临界频率点反射系数更有效;对于单块吸波材料,增加角锥部分介电常数比增加底座部分介电常数对降低反射系数更有效。分析了复合终端参数对临界频率点的影响,并对复合终端参数进行了优化,发现吸波材料总高度与电阻网板最前端到后端板的距离相等时,临界频率点的反射系数最小;还发现吸波材料的静态介电常数并不是越大越好,而是存在一个范围,使得GTEM cell反射系数满足设计要求的同时达到阻抗匹配的要求。使用数值仿真方法研究了空载GTEM cell沿纵向不同位置参考点电场的垂直分量和纵向分量值,发现距离复合终端越远的参考点去耦合效应越强,表明电阻网板是GTEM cell内部TM模的激励源。通过比较加载受试设备(EUT)前后场强值的变化,发现空载GTEM cell归一化电场垂直分量在有效测试区内的变化范围小于±3dB,而加载受试设备后的变化范围超过±3dB,还发现参考点磁场纵向分量在相应横截面TE10模截止频率点处显着增加,表明EUT是高阶TE模的主要激励源。进一步的计算显示加载EUT后有效测试区的场分布发生明显畸变。对GTEM cell的性能测试表明其特性阻抗和电压驻波比满足应用要求。通过使用IEC 61000-4-20来校准GTEM cell的场均匀性,发现主极化方向场强满足0～6dB的场均匀性要求,但是次极化方向与主极化方向场的比值不满足要求。(本文来源于《东南大学》期刊2016-11-28）
刘向杰,韩耀振[8]（2016）在《基于连续高阶模滑的多机电力系统励磁控制》一文中研究指出为了提高多机电力系统暂态稳定性,提出一种连续高阶滑模励磁控制策略。各发电机功角偏差为滑模变量,把具有非线性和不确定性多机电力系统的高阶滑模控制转化为不确定积分链系统的有限时间稳定问题,控制器结合几何齐次连续控制律和二阶滑模超螺旋算法,实现系统状态有限时间收敛,克服系统未建模动态、测量误差和外部扰动等不确定性,利用精确鲁棒微分器观测功角微分,理论分析证明了闭环系统的有限时间稳定。所设计高阶滑模励磁控制器能够保持机端电压稳定,并能有效提高电力系统的暂态稳定性。针对3机系统的仿真结果验证了该控制方法的有效性(本文来源于《山东大学学报(工学版)》期刊2016年02期）
叶乔波[9]（2016）在《中红外金属包覆波导的超高阶模特性研究》一文中研究指出近年来,集成光子学的研究从近红外波段逐渐延伸到了中红外波段,中红外波导的特性研究与应用也成为了目前中红外波段集成光学器件的热点。金属包覆波导可以在中红外波段激发出对波长、波导厚度、材料折射率具有高敏感性的超高阶模式,同时高阶模式具有等效负向古斯汉欣位移增强效应。因此,对金属包覆波导的超高阶模特性进行研究后,设计传感器等光学器件,将在材料分析、环境监测、水体成分检测等领域有着巨大的应用前景。本文在上述背景下,分析讨论了基于金属包覆波导的超高阶模特性的中红外传感器的设计方法,并通过工艺手段和实验测试对高阶模特性进行了验证,具体内容分为以下几个方面：1、将金属的复介电常数代入一般介质平板波导的本征方程,分析了金属包覆波导的模式理论,讨论了波导层厚度至毫米量级,得到了有效折射率接近于0的高阶模式,及其折射率、波导厚度和波长对高阶模式特性的影响。根据高阶模式的高敏感特性设计了两种中红外传感器件,根据监测接收光的吸收峰实现传感功能。2、根据实验条件和要求,采用硫系玻璃材料设计加工了中红外棱镜,搭建了基于5.4μm中红外光的实验平台。利用电子束和热蒸发工艺蒸镀金属膜完成波导器件的制作后,针对高阶模特性对几种传感器进行了基础实验测试,并将测试结果和理论结果进行对比,对每种传感器的性能和优缺陷进行了分析,并提出改进想法。3、分析了高阶模的等效古斯汉欣“负向位移”效应,在中红外波段可实现较大的等效“负向位移”增强。并对影响等效“负向位移”因素进行分析讨论,利用毫米量级的金属包覆波导设计了中红外“光陷阱”和中红外光延时器件。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-03-01）
廖素英,伍美俊[10]（2015）在《高阶模光纤的设计与分析》一文中研究指出高阶模光纤通常是一种多包层结构的大模场光纤。为了获得模场面积较大的包层高阶模以抑制高功率光纤激光器或放大器中的非线性效应和避免光纤损伤,高阶模光纤的结构参数需要满足一些基本条件。利用波动方程理论推导了多包层阶跃折射率分布的高阶模光纤的特征方程,说明了高阶模光纤结构参数选择的依据和方法,并通过数值计算,分析了高阶模光纤包层的半径及折射率大小对纤芯导模的影响。结果表明,当高阶模光纤的包层半径和折射率大小满足一定的条件时,光纤包层结构不会影响纤芯的模场分布,包层高阶模的模场还会出现均匀分布的特点。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2015年06期）
高阶模论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文描述了新型S波段高平均功率速调管宽带输出回路的设计以及在热测过程中发现的自激振荡;为了消除自激振荡,进行了双间隙重迭模输出回路的进一步仿真,分别对高阶模的电场分布和电导率进行了分析和计算。由于TM_(420)模式的电场可以引起自激振荡,使用具有吸收腔的双间隙重迭模输出回路用于减小电场,并进行了冷测,最终拟通过速调管的研制进一步开展实验验证。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高阶模论文参考文献
[1].赵其祥.高阶模THz电子回旋脉塞注波互作用研究[D].电子科技大学.2018
[2].张兆传,王韦龙,朱方,张玉文.双间隙重迭模输出回路中消除高阶模的方法[C].中国电子学会真空电子学分会第二十一届学术年会论文集.2018
[3].王霞,郝永芹,晏长岭,王作斌,王志伟.高功率单高阶模倒置表面浮雕结构垂直腔面发射激光器（英文）[J].红外与毫米波学报.2018
[4].钟胡天翔,朱凤,全胜文,王芳,刘克新.加速100mA质子束的低β超导半波长谐振腔内的高阶模（英文）[J].强激光与粒子束.2017
[5].闫子华.低频压缩光的产生和测量及其高阶模的研究[D].山西大学.2017
[6].王燕.W波段高阶模回旋行波管高频系统研究[D].电子科技大学.2017
[7].鞠文静.GTEMCell临界频率和高阶模成因的研究[D].东南大学.2016
[8].刘向杰,韩耀振.基于连续高阶模滑的多机电力系统励磁控制[J].山东大学学报(工学版).2016
[9].叶乔波.中红外金属包覆波导的超高阶模特性研究[D].浙江大学.2016
[10].廖素英,伍美俊.高阶模光纤的设计与分析[J].激光与光电子学进展.2015