太赫茲準光模式變換器的研究.pdf

1、回旋管作為一類重要的高功率太赫茲源，以其自身的優(yōu)良特性受到科學界的普遍關注。隨著回旋管技術不斷向更高功率和更高頻率范圍內推進，其工作模式也由傳統的TE0n圓電模式向TEmn邊廊模式轉變。模式變換器作為回旋管系統的重要組成部分，若采用傳統波導結構已經無法滿足這種模式上的轉變。為了解決這一問題，內置式準光模式變換器逐漸成為研究的焦點。與傳統波導模式變換器相比，內置式準光模式變換器具有結構簡單、有效抑制反射、實現注-波分離、轉換效率高等優(yōu)點。

2、目前國外各研究機構對內置式準光模式變換器進行了大量深入的研究，國內的研究工作也逐步開展起來。在這種背景下，本文在廣泛調研的基礎上，對這一類內置式準光模式變換器進行研究和設計。
　　首先，本文對過模結構中的傳輸模式進行光學等效，利用幾何光學理論探討了準光模式變換器的一般工作原理。建立等效光學模型，介紹和分析準光系統中的各組成部分，包括波導輻射器和反射鏡系統。并利用幾何光學理論計算輻射器的尺寸參數。對于改進型的波導輻射器—Deniso

3、v輻射器，本文通過耦合波理論分析和計算內壁加載的空間周期性微擾結構對輻射器內各模式耦合和分布的影響。
　　其次，利用矢量繞射理論分析和計算準光系統中各口徑面的輻射場，以此作為參照對準光系統結構進行優(yōu)化，以使得在輸出窗上形成基模高斯場分布。在反射鏡系統的設計中，除了利用可以確定解析表達式的二次曲面反射鏡作為其組成結構外，本文還對復雜曲面反射鏡—相位校正鏡進行了分析和設計，利用KSA誤差控制算法得到相位校正鏡的具體結構。
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