一、矩形波导模式谱图的一般表达式（论文文献综述）
邓鑫宸[1]（2021）在《用于微型光谱仪的宽波段阵列波导光栅的设计与优化》文中认为随着科技的持续发展,光谱仪在生物传感、食品安全、环境监测等领域有着越加广泛的应用。传统的光谱仪由于体积大、质量重、成本高,给实际应用带来很多不便。为了满足便携性与稳定性的要求,芯片级的光谱仪成为了新的发展趋势。本论文对用于微型光谱仪的宽波段AWG器件的设计和优化作了相关研究,主要内容包括:1、宽波段阵列波导光栅的设计与模拟仿真:基于对AWG的工作原理的分析,设计了工作波长范围在590nm～780nm的1×20通道宽波段阵列波导光栅,按照提出的产生S型类反对称AWG版图结构的设计流程生成了版图,并对其进行了仿真分析。2、减小AWG尺寸的优化设计方案:详细分析了S型类反对称式AWG的几何布局和版图结构,推导出AWG器件尺寸的计算公式,随后讨论了诸多结构参数对弯曲半径和尺寸的影响变化规律。针对约束优化问题,采用罚函数方法,构建了罚函数因子随种群迭代步数动态变化的计算模型,引入差分进化算法思想和种群最劣个体的淘汰机制,提出了一种改进的粒子群算法用来优化减小AWG器件尺寸,克服了原粒子群算法易于陷入局部极值的问题,提高了算法的全局寻优能力。应用该方法,优化设计了一款宽波段AWG器件,测试数据验证了设计的有效性。3、宽波段阵列波导光栅的制备与表征:按照工艺流程制备了宽波段AWG芯片,搭建了测试实验平台,对芯片进行了性能测试。测试结果表明:器件中心波长为681nm,波长间隔为10nm,芯片中心通道到边缘通道的插入损耗为-2.76dB至-6.93dB,插入损耗均匀性为4.15dB。
高鸾凤[2]（2021）在《多注集成新型太赫兹行波管研究》文中提出太赫兹波（0.1-10THz）位于微波和红外之间,处于电子学向光子学过渡区域,具有强穿透性、低量子能量、无损伤等特点,在超高速通信、超高分辨率雷达、电子对抗、生物医疗以及现代农业等领域具有广泛的应用前景,是提升国家安全能力的重要基石,新一代信息产业发展的重要基础。太赫兹波的产生、传输以及检测是太赫兹研究的主要课题。其中,大功率太赫兹源的产生是太赫兹技术应用的关键。具有大功率、宽带宽特性的行波管是真空电子器件中最具潜力的太赫兹源。然而,随着在太赫兹波段行波管慢波结构尺寸的减小,不仅其本身面临着加工困难的问题,而且大电流密度电子光学系统的加工也愈加困难,同时电子注通道的减小限制了互作用电流的大小和传输距离,此类种种因素限制了行波管的输出功率、增益、效率等工作性能。围绕太赫兹真空电子源的产生,本论文开展了太赫兹新型慢波结构和新型注波互作用机理的研究,主要工作与创新点如下:1、提出了适用于带状注的纺锤型慢波结构。相较于传统的折叠波导慢波结构,纺锤型慢波结构的带宽和耦合阻抗有所提高。基于纺锤型慢波结构,设计了340GHz带状注行波管,仿真实现最大输出功率12.3W,增益30.9d B,电子效率2.16%,3d B带宽大于45GHz且带宽内增益大于28d B,主要性能优于文献报告的其他高频结构340GHz行波管。2、研究了多注集成梳齿型太赫兹行波管。从理论、仿真和实验三个方面对梳齿型慢波结构进行了深入研究,以此探讨分布式多注集成行波管的工作性能。设计的Ka波段三注集成梳齿型行波管,在32-36GHz内获得最大输出功率132.8W,电子效率5.12%,增益41.2d B,电子效率和增益分别大于Ka波段单注梳齿型行波管的1.2%和25d B。设计的G波段三注集成梳齿型波管,输入功率为20m W时,在230GHz仿真实现最大输出功率13W,增益28.1d B,电子效率3.7%,3d B带宽内电子效率大于3%,带内增益大于25d B,最大输出功率、增益和电子注效率大于G波段单注梳齿型行波管的3.7W,18d B和0.95%。结果表明,多注集成梳齿型行波管能够显着提高输出功率、电子效率和增益,同时能够有效缩短互作用长度,有利于器件小型化和集成化。最后,开展了Ka波段三注集成梳齿型行波管高频系统加工与传输实验。在32-39GHz的带宽内,冷测S11小于-15d B,满足应用需求。3、开展了基于反馈回路的新型注波互作用机理研究。在同一高频电路中,馈入两个不同速度的电子注（异速双电子注）,合理设计高频结构与电子注参数,使一电子注与前向波互作用,另一电子注与返波互作用,前向波和返波在互作用过程中相互促进,形成有益的正反馈回路,实现前向波和返波的稳定放大输出。基于此新机理,设计了140GHz双通道折叠波导前向波-返波反馈式放大器,实现了前向波和返波2W左右的输出功率。研究表明,相较于单注行波管,基于反馈回路的前向波-返波反馈式放大器的饱和输入功率降低了75%,此时增益增加了12.4d B。与传统返波管相比,反馈回路的起振电流降低了44.4%。因此,基于反馈回路的前向波-返波反馈式放大器可以在较低的输入功率和电子注电流下,实现前向波和返波的稳定的功率输出。4、设计了140GHz异速双电子注电子光学系统。利用阴极阳极混合结构,产生了适用于前向波-返波反馈式放大器的异速双电子注。其中一电子注电压为15700V,电流为0.012A;另一电子注电压为5700V,电流为0.025A。两个电子注压差10000V,轴心距离0.433mm,且共用一套聚焦磁场和收集极,实现了在80mm的长距离互作用区间内稳定传输,进一步验证了采用异速双电子注前向波-返波反馈式放大器的可行性。最后,对此阴极阳极混合结构进行了加工,探索了侧面加载热丝的阴极热发射实验。论文开展的太赫兹行波管高频结构与注波互作用机理研究,为大功率太赫兹源的设计与实现提供了新的解决方案,为未来太赫兹应用奠定基础。
李俊杉[3]（2021）在《基于超材料的X波段吸波器定量/定性传感检测及应用研究》文中研究指明第二次工业革命以后,传感技术获得大力发展,成为评估国家信息化程度的标志,与通信技术、计算机技术统称为信息技术的支柱,主要涉及的活动为传感器、信息识别、设计、检测、制造等。随着科技的发展,将超材料技术与传感技术的交叉结合,是实现了科技革新的趋势。超材料是一种具有特殊性质的合成材料,具有自然界不存在的特殊物理功能,主要应用范围在生活、军事、工业等方方面面,而电磁超材料的优势尤为突出,目前主要应用于雷达隐身、吸波材料、光电子、天线等领域。由于检测技术上的瓶颈,迫切需要新技术来实现无损、非接触、现场检测、高灵敏的要求,而电磁超材料正好能应刃而解。因此,本文通过设计两款超材料吸波器,分别实现了燃油定性检测和乙醇定量检测,为超材料吸波器在传感检测领域的应用奠定了基础。（1）乙醇-水混合物定量检测研究选择基于“Ω”型谐振结构制成原始的超材料吸波器,该器件以“三明治”型空间排列分布,可以实现在X波段单带的吸收响应。通过CST仿真软件进行结构模型、电磁波极化模式的研究,以此判断谐振结构尺寸参数、极化角对吸波器吸收性能的依赖程度;通过吸收机理的分析建立等效电路模型,研究衬底介电常数与谐振频率的关系,证实该吸波器作为传感应用具有可靠性,这为高介电常数媒质的定量传感检测提供基础性支持。为实现非接触式、无损式功能,则需加载微流芯片,研究发现微流道的尺寸能够决定微扰的有效面积。基于德拜弛豫方程式,可计算出不同浓度乙醇-水混合物的复介电常数,用于测试结果的分析和研究。在测试中,向微流道注入不同比例的乙醇-水混合溶液,本质上是改变诱导电场区域的介电常数,实现不同程度微扰响应,其响应程度用频点偏移量表征,乙醇频点与去离子水之间的偏移量达到Δf=777MHz,证实对相对较高介电常数的样本具有鉴别能力,最后通过反演模型推出溶液浓度,实现对测试样本的定量研究。（2）燃油定性检测研究基于多带、宽带吸波器的分析,用电场的分布指导谐振器的设计,且利用多层材料的叠合,设计出一款“糖果”型完美超材料吸波器。通过电磁波进入到吸波器表面,其谐振结构相互耦合会产生LC谐振,在频点10.38GHz处吸收率高达99.88%,实现了对电磁波的完美吸收。通过CST仿真软件研究电场、功率损耗密度的情况,发现在一定的频率范围内其谐振频率处的能量场最强。基于微带线理论和谐振电路分析法,建立等效电路模型,其仿真结果与CST软件进行对比来研究衬底介电常数对灵敏度的影响,得出谐振器可能对低介电常数媒质有较高的分辨率的结论,为微流芯片的加载提供技术性支持。嵌入微流道芯片后,加载不同介电常数的介电媒质具有不同的传感响应,当介电常数从1到4时,其谐振频点分别为11.32GHz、10.91GHz、10.6GHz、10.355GHz,总偏移量高达Δf=965MHz,验证得出该吸波器对介电常数值相差甚微的不同介电媒质有非常高的识别能力。搭建合格的测试平台,排除各种干扰因素,其测试结果表明,实物传感型吸波器测试煤油、汽油#92、柴油、汽油#95、汽油#98后,分别产生的偏移量为Δf煤油=365.9MHz、Δf汽油#92=392.6MHz、Δf柴油=400.2MHz、Δf汽油#95=407.8MHz、Δf汽油#98=415.4MHz,满足吸波器对测试样本的定性研究。
张佳一[4]（2021）在《双共焦波导准光电子回旋脉塞》文中研究指明太赫兹（Terahertz,THz）科学技术作为衔接经典电磁理论与光学理论的桥梁,跟微波比,具有更高的频率,更短的波长,因此带宽更宽。跟光比,具有更低的光子能量,因此不会破坏物质。太赫兹科学与技术作为有远大应用前景的前沿研究科目,可应用在卫星通信、高分辨率医学成像、电子对抗,雷达等多个领域和方面,具有广泛的应用价值。太赫兹辐射源是发展太赫兹科学的关键。而目前来看,当下的太赫兹辐射源面临输出功率小,注波互作用效率低,器件稳定性不足,腔体内模式竞争大等一系列问题。因此本文针对上述其中的几个问题,提出一种新型的双共焦波导准光电子回旋脉塞,建立双共焦波导的电磁理论模型,结合电磁场与电磁波理论和几何光学相关理论进行分析双共焦波导中的电磁特性,例如波导中各个模式的场分布特性、场分布表达式、色散特性以及衍射损耗等。基于双共焦波导内模式密度远低于传统圆波导,且模式间隔稀疏,输出功率容量大等优点,研究一种能实现双频输出,由两组不同尺寸的单共焦波导组成的双共焦波导回旋振荡器。本文对一些主要参数的数值给出了详细的设计过程并进行了参数的优化,包括工作磁场、电子束引导中心半径、起振电流等,并进行了仿真模拟验证,仿真结果表明该器件能同时实现200GHz和400GHz的双频输出。这大大拓宽了双共焦波导的应用前景,并且对工作在太赫兹频段的大功率双频输出器件提供了新的思路。研究双共焦波导中叠加模的耦合现象,发现在双共焦波导中馈入TE0,n（n取奇数）,在渐变截面双共焦波导型腔体中不能耦合出叠加模TE0a,nnti（n取奇数）,而馈入TE0,n（n取偶数）时,腔体中能耦合出叠加模TE0a,nnti（n取偶数）。因此应用此种在双共焦波导中独有的特性,研究一种工作频率在220GHz,用于双共焦波导回旋行波管的紧凑型输入耦合器,相较于传统的脊加载改进型双臂结构的共焦波导模式输入耦合器,这种紧凑型输入耦合器具有结构简单紧凑、易于加工的特点,进一步减小了后续双共焦波导回旋行波放大器实验的组装和测试难度。对其进行仿真模拟,通过S参数以及仿真结果表明模式转换效果较好,且该结构满足回旋放大器对输入耦合器工作带宽的要求。
苗江云[5]（2020）在《带有多个半环的硅光滤波器研究》文中指出光滤波器的基本功能是波长选择,从众多波长信号中滤出想要的波长信号。在光通讯和光电子器件或系统中,光滤波器扮演着重要的角色,被广泛应用于波长选择、光放大器的噪音消除、光信号的增益均衡、光解/复用、稳频、WDM的信道选择、上下话路等等。随着全光通讯网络的迅猛发展,对光滤波器的需求越来越多,光滤波器在未来科技发展中具有十分广阔的应用前景。提高光滤波器的滤波性能以及灵活适应不同的应用需求是当前学科前沿课题。本论文提出一种带有多个半环的硅光滤波器,利用多个半环形波导之间的干涉来实现滤波功能,具有结构简单、体积小、滤波性能良好、可集成的优点。而且,通过改变耦合的半环数量和相邻半环的间距,可以灵活调整滤波器的性能参数以适应不同的应用需求。本论文主要研究内容包括:通过大量调研现有光滤波器的结构、工作原理、优缺点和应用,以及相应理论学习的基础上,提出一种带有多个半环的硅光滤波器;介绍了该光滤波器的结构与工作原理,给出制备工艺;推导了所提光滤波器的滤波理论;并且,分别基于矩形波导和脊形波导结构,利用FDTD Solutions软件仿真研究了该光滤波器的滤波特性;讨论了不同结构参数（半环的数量、相邻半环的间距、耦合波导的长度和外脊的高度）对光滤波器的性能影响,并进行参数优化,可为后期光滤波器的制备提供理论依据和指导。采用矩形波导的带有多个半环的硅光滤波器经过参数优化之后,其3d B带宽为2.52nm,自由光谱范围为11.33nm,精细度为4.50,插入损耗为-0.24d B,消光比为13.53d B。最后,将具有相同结构参数和材料的带有多个半环的硅光滤波器与一个基于传统结构的马赫-曾德尔干涉型光滤波器做了比较,发现:带有多个半环的硅光滤波器的3d B带宽是传统马赫-曾德尔干涉型光滤波器的0.44倍,带宽显着减小;其自由光谱范围与传统马赫-曾德尔干涉型光滤波器基本相同;而其精细度是传统马赫-曾德尔干涉型光滤波器精细度的2.28倍,精细度得到了较大的提高。故而带有多个半环的硅光滤波器比基于传统结构的马赫-曾德尔干涉型光滤波器具有更好的性能。所提带有多个半环的硅光滤波器结构简单而紧凑,性能良好,且可以通过灵活调整结构来改变性能参数以适应不同的应用需要,因而在光通讯和光电子器件或系统中具有好的应用前景和实际应用价值,并可为未来寻求高性能、微型化和集成化的光滤波器提供新的研究思路和方法。
毕亮杰[6]（2020）在《紧凑型高效率毫米波扩展互作用器件的关键技术研究》文中提出毫米波为30GHz到300GHz范围内的电磁波,真空电子器件在毫米波段对民用和国防军事领域具有重要应用价值,尤其是高工作频率、高效率、高功率、高可靠性、低电压、小型化的毫米波真空电子器件,已成为近年来这类器件的研究热点。扩展互作用器件结合了速调管和行波管技术的特点,具有体积小、重量轻、工作电压低、带宽宽、功率高等优点,是一种紧凑型真空电子器件,在毫米波段具有很大的发展潜力,已成为当前高频率毫米波源的研究重点。但当扩展互作用器件在毫米波段频率升高时,尺寸共渡效应使器件尺寸减小（到亚毫米量级）,带来一系列技术难题,如:传统圆形电子注通道非常小（远小于毫米波波长）,允许通过的电流降低;互作用间隙尺寸减小,易引起射频击穿;电路高频损耗大。这些难题导致器件电子效率和功率降低,甚至无功率输出。为了解决毫米波段频率升高带来的器件效率降低问题,本论文提出采用高阶模工作机制使单注器件在同等频率下具有比基模机制更大的尺寸,使器件在频率升高后仍有一定的功率输出;提出功率合成的思路提升器件功率并验证了其可行性;对基模和高阶模毫米波器件开展了提升效率的注-波互作用机理研究。论文主要工作及创新点如下:1.本文首先对基模工作毫米波扩展互作用振荡器开展了基础理论、仿真模拟与实验研究,提出可避免模式竞争的模式分布优化技术并研究了基模工作机理。对基模器件开展了冷测和热测实验研究,冷测采用探针激励和波导馈入两种方法得到基模2π模频率均为35.8GHz;热测实验结果表明器件可在2π模稳定工作,且测试频率与冷测一致,验证了设计的正确性,为后续效率和功率的提升奠定了基础。2.针对频率提升带来器件功率降低问题,提出采用功率合成的方法将多个小尺寸器件角向级联形成扩展互作用功率合成电路;提出了一种有利于功率合成的输出电路。这种合成方法具有以下三个特点:（1）级联后多个单腔电路分布在同一个圆周上,形成分布式空心电子注,可共用同一个磁聚焦系统;（2）引入多电子注,提高了电子枪的总导流系数;（3）可增大横向圆周直径,在角向级联更多带状注单腔形成更大规模功率合成,进一步提升功率。分布式空心注与合成电路均匀分布的场发生互作用,使器件在注电压27kV、电流4.2A条件下产生功率10kW,对应频率103GHz,这种电路的提出为毫米波扩展互作用器件功率的提升提供了一种有效的方法。3.针对频率提升后器件由于功率容量减小、高频损耗增大等导致无法正常工作的问题,提出适用于此类器件的高阶模工作机制,旨在使器件在频率升高后仍有一定的功率输出。基于对基模工作机理的分析开展了基模与高阶模模式场横向分布转化研究,并据此设计了Ka波段TM31模扩展互作用振荡器。研究表明TM31模机制在与基模工作同等频率下可支撑横向尺寸两倍于工作波长的扩展互作用电路,增大功率容量。粒子模拟结果表明TM31模振荡器可在注电压61kV、电流3A条件下产生26.3kW功率,效率14.4%。当频率进一步升高到W波段时,利用横向驻波半波长场分布特点提出一种使扩展互作用电路在TM31模机制稳定工作的设计方法,使其工作避免模式竞争,设计的W波段器件在注电压20.5kV、电流8A的条件下实现了10kW以上的功率输出,效率6.5%。4.当频率进一步升高到毫米波段上限300GHz时,圆形电子注由于器件尺寸进一步减小不足以支撑功率提升要求的电流大小,因此提出高阶模机制与带状注技术相结合提升器件在高频率要求下的效率和功率。设计了300GHz高阶模带状注扩展互作用电路,提出一种与带状注器件临界截止工作条件相匹配的高阶模设计方法,通过分析电路的三维电磁特性验证了设计方法的有效性。在具有同等水平的加工技术和同等材料的条件下,这种高阶模带状注电路与同频率基模带状注电路相比,其表面电流分布在一定储能条件下使其高频损耗减小,有利于器件效率的提升。5.基于空间电荷波理论开展了提升效率的注-波互作用机理研究,主要研究了电子注电流密度和填充比与电子相干性和去群聚效应之间的平衡关系。对第1、2点中设计的Ka波段基模和高阶模振荡器开展了粒子模拟研究,模拟结果显示当基模振荡器的注直径从λ/8减小到λ/40时（λ为工作波长）,效率提升了10.5%,继续减小到λ/80,效率开始降低。高阶模振荡器注填充比从100%减小到0.36%时,效率提升了6.8%,继续减小时,效率降低。由此结果得到以下结论:在注电流一定的条件下,减小注填充比（即电流密度增大）使电子相干性增强且去群聚效应较弱时器件效率提升;继续减小注填充比,去群聚效应增强,相干性变差,效率降低。此外,分析了注-波互作用后电子的群聚特性,采用相速再同步技术改善了交出能量后电子的群聚质量,根据注-波互作用后电子能量分布和多腔速调管理念设计了非均匀周期结构,使基模器件的效率额外提升了2%。
胡星[7]（2020）在《大芯层尺寸Yb：YAG晶体波导激光器特性研究》文中指出采用无胶热键合制备的全晶体材料矩形波导激光器是实现小体积、高亮度、紧凑型激光器的有效途径,是未来固体激光器发展方向之一。本文主要围绕无胶热键合制备的矩形晶体波导激光器开展研究,包括晶体波导结构设计,制备工艺和激光输出实验三部分,具体工作包括:（1）晶体波导结构设计中,通过采用折射率匹配和模式竞争的方法将现有40-60μm基模芯层扩大到332μm,并且保证好的光束质量输出。其中,在微小折射率差测量方法研究的基础上,通过采用折射率匹配,即选择1at.%的Yb:YAG为芯层材料、0.5at.%的Er:YAG为内包层材料与芯层材料匹配,折射率差可减小到4×10-6,将现有40-60μm晶体矩形波导单模芯层扩大到185μm,为常规YAG作为内包层设计的5倍。考虑晶体波导为有源器件,提出并引入模式竞争的方法设计晶体波导芯层尺寸,基模输出的芯层尺寸扩大到332μm,为折射率匹配设计的1.79倍,为常规设计（40-60μm）的8倍。上述设计分别用解析法和模拟的方法进行了计算和分析,结果一致。设计了双包层晶体波导结构参数,其内包层厚度的上限依据吸收效率>95%的原则,确定尺寸为小于190μm;内包层厚度下限依据波导条件,确定尺寸为大于73μm。外包层厚度的设计没有特定要求,但需要保证足够的机械强度和较小的热应力。（2）在晶体波导的制备中,基于键合面缝隙闭合理论,给出了激光晶体的键合条件,即-R曲线,给出键合面需要满足的条件:粗糙度小于0.5nm,面形精度的PV值小于λ/20,峰值半径0.16-0.18mm的基本要求。通过不断的摸索,制定出了一套从预处理、研磨抛光、清洗、光胶、热处理、后处理的完整制备工艺。利用动态检测法及时发现工艺中出现各种问题,保证每一道工艺的精度和质量。最终经过4次键合制备出了大芯层尺寸的Yb:YAG/Er:YAG单包层晶体波导,经过8次键合制备出了Yb:YAG/Er:YAG/spinel双包层晶体波导,实现了同种和异种材料的大面晶体键合。（3）晶体波导激光输出特性研究中,主要针对大芯层尺寸晶体波导近衍射极限光束输出进行了实验验证。制备的大芯层尺寸晶体波导,芯层材料为1at.%Yb:YAG,截面尺寸320μm×400μm,内包层材料为0.5at.%的Er:YAG,截面尺寸为7mm×30mm,晶体波导长77mm。首先用该晶体波导搭建平平谐振腔激光器,在泵浦功率102.8W,吸收泵浦光53.6W时,获得输出功率26W,光光转化率为48.5%,测量输出功率26W时的光束质量M2=1.22×1.05,近衍射极限输出,实验结果和理论设计一致。在腔内插入Cr:YAG被动调Q晶体,实现了窄脉宽脉冲激光输出,在泵浦功率为58W时,吸收泵浦功率29W,输出能量0.36m J@20k Hz,脉冲宽度23ns,在输出功率7.2W时,测得光束质量为M2=1.12×1.06。采用电光主动调Q方式,实现了高峰值功率的脉冲激光输出,当泵浦功率为122W时,吸收泵浦功率60W,输出脉冲能量为1.3m J@10k Hz,对应光光效率22%,脉宽10ns。在继续升高泵浦功率的过程中发现了功率饱和现象,通过分析,推测晶体波导包层内可能出现寄生振荡,通过在晶体波导表面溅射一层红外吸收材料Ge,用于减少包层内形成的寄生振荡,在波导吸收泵浦功率68W时,获得脉冲能量1.75m J@10k Hz输出,对应的光光效率26%,测量脉宽和光束质量基本不变,验证了镀Ge材料抑制晶体波导寄生振荡的有效性,实现了峰值功率为175k W,亮度1304MW/cm2·sr,功率密度54.8MW/cm2,高于普通的光纤和固体激光器。
段明[8]（2020）在《基于微波技术的PET瓶坯加热装置设计及参数优化研究》文中研究指明PET是一种热塑性的线性聚酯,继美国食品药品管理局禁止PVC用于食品和药品包装后开发的无毒无味包装材料。自上世纪问世以来,PET瓶的应用范围和产能产量不断扩大。两步法拉伸吹塑（SBM）是制作PET瓶的主要工艺,瓶坯加热是其中的关键环节。瓶坯加热过程中,不但要求瓶坯升到预期的温度值,而且要求瓶壁轴向上和内外两侧达到合理的温差以满足吹瓶的应力需要,进而可以有效地提高制瓶速度和成瓶质量。目前,瓶坯加热的主要方式为石英管加热,具有温度梯度大、能耗高、加热用时长等问题,亟需探究一种高效、节能的加热方式。而微波加热技术是利用微波直接渗透材料内部产生能量损耗,使材料整体温度迅速升高的体加热方式,可以有效避免表面加热方式产生的诸多问题。因此,本课题研发了一种新型的基于微波技术的PET瓶坯加热装置,实现了对PET瓶坯的高效、快速、低成本的加热。研究内容主要包括:一、基于微波技术的PET瓶坯加热可行性分析。分析微波技术的加热原理和PET瓶坯的材料性能,包括其介电性能和热性能。根据麦克斯韦方程和坡印廷定理,推导微波能量和热量的转化关系,从理论上确定微波加热PET瓶坯的可行性。微波加热利用分子极化现象而产生热效应,因此瓶坯的介电性能决定了其微波加热效果;而PET材料的热性能则决定了制瓶工艺中需要瓶坯加热环节,同时也明确了瓶坯加热的温度要求。二、基于微波技术的PET瓶坯加热装置尺寸结构设计和仿真优化。设计微波加热系统的主要装置,即谐振腔和波导。微波因其选择加热性主要用于加热极性材料,如食品、药品和木材等。虽然PET是一种强极性高聚物,但是决定其加热效果的参数,即其介电常数仍然较低,常规微波设备无法对其高效加热。因此,本课题基于电磁场理论推导模场分量作为谐振腔与波导的选择和设计依据,并结合PET瓶坯尺寸结构而确定其形状类型、谐振模式和对应的尺寸参数范围。为实现更好的加热效果,借助COMSOL仿真软件对微波装置进一步优化,确定谐振腔、波导和馈口的最佳尺寸及其耦合结构。三、基于微波技术的PET瓶坯加热装置建模、仿真与实验结果分析。在COMSOL中,为加热装置的最终设计方案建立参数化模型以模拟微波加热效果,对可视化仿真结果进行分析,确定本课题的微波加热装置在设计上满足瓶坯的温度分布和加热效率的要求。根据设计方案加工谐振腔和波导,并选择电气部件来搭建实验平台。对微波加热后的瓶坯进行温度测量以验证仿真的正确性,并将加热后的瓶坯进行吹瓶测试,成品瓶的各部分厚度合理、透明度良好且无变形情况,表明微波装置的实际加热效果满足瓶坯加热要求。
张月[9]（2020）在《基于表面等离激元的纳米结构滤波器设计》文中指出表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）由电磁波中的光子与金属表面的自由电子集体震荡形成,是一种沿金属-介质界面传播的电磁震荡。因其对光具有局域场增强特性,且可突破传统衍射极限,在纳米光学领域备受关注,被认为是实现纳米级光学器件的有效基础。滤波器件作为光通信领域的基础器件更是十分重要。本文基于SPPs基础理论,对可实现滤波功能的MIM波导结构进行了研究,探讨了结构参数对滤波性能的影响,提出了三个基于等离子体诱导透明（Plasmon-induced Transparency,PIT）现象的窄带滤波器。论文主要内容如下:首先,本文梳理了表面等离激元的发展历史与研究现状,论述了表面等离激元的基础原理。从麦克斯韦方程组开始推导了表面等离激元的色散方程,得出了表面等离激元激发条件,然后对金属-介质交界面及MIM波导中的SPPs进行了研究。探讨了包括波长,传播长度和穿透深度在内的表面等离激元特征参数。对表面等离激元原理的掌握,是后续设计与研究的理论基础。其次,采用有限元法对含有环形腔、梯形腔的MIM波导结构,进行了理论分析和数值模拟。主要探讨了环形腔半径r、耦合距离w、梯形腔下底边宽度w2、梯形腔高度等结构参数对波导滤波性能的影响。研究表明,环形腔半径r,梯形腔下底w2和高度h对谐振腔共振频率有较大影响;耦合距离w对透射率影响较大。同时,通过改变环形腔与波导的耦合方式可以实现结构带通性能与带阻性能的转换。本章为后续新结构的提出及其参数调节奠定了基础。最后,依据上述基础结构的参数特性,本文提出了三种基于等离子体诱导透明的窄带滤波结构:含有梯形腔和环形腔的带阻滤波器、含有梯形腔和环形腔的带通滤波器、嵌套双环形谐振腔可调谐的带阻滤波器。结构一基于环形谐振腔与梯形谐振腔,梯形腔与波导直接连通,结构具有窄带带通滤波特性。结构二则是梯形腔与波导耦合,结构具有窄带带阻特性。但由于PIT产生条件的限制,上述两种设计的滤波器不能做到中心波长的可调谐。基于此,本文最后提出了双环嵌套耦合的可调谐窄带带阻滤波器。该滤波器在内外环形腔半径满足1:2时,均可产生PIT效应,且PIT透射峰位置与环形腔半径呈线性关系。据此,可通过按1:2比例,同时调节内、外环形腔半径,实现了可调谐带阻滤波器的设计。该带阻滤波器具有透射率低,阻带窄,Q值高的优良特性。总之,本文以表面等离激元MIM波导为基础,对谐振腔滤波结构进行了研究和探索,设计了基于PIT效应的新型窄带滤波结构,对表明等离激元滤波器与PIT效应的研究具有参考意义。
张晓宇[10]（2020）在《基于微波谐振腔的逆自旋霍尔效应与电子顺磁共振测试研究》文中提出本文设计了谐振频率9GHz的TE011模式谐振腔,并搭建了电子顺磁共振（EPR）测试系统,并利用标样DPPH对系统的性能参数进行了评估和校准。并利用该系统研究了Nb掺杂SrTiO3中的逆自旋霍尔效应。首先,本文根据EPR原理设计了测试系统,然后完成了磁场系统和核心部件谐振腔的设计工作。利用HFSS高频电磁场仿真软件,确定了TE011模式的谐振腔的结构参数并加工得到了黄铜材质的镀金谐振腔。谐振腔谐振频率为8.838 GHz,散射矩阵参数S11为-20 dB,空载Q值为12000,符合设计目标。磁场系统由永磁体,直流线圈,交流线圈构成,可以提供的最大静态磁场为3400 Oe,最小扫场步长为0.036 Oe,能够完成对一般材料的未成对电子的EPR表征。利用DPPH标准样品对搭建的连续波EPR测试系统进行了标定,并研究了微波功率,调制磁场,时间常数等不同的系统参数对测试结果的影响。结果显示,谐振腔内的微波功率在9dBm至15dBm时,达到共振条件时系统测得EPR信号的幅值的平方正比于微波功率。当调制电流从0.1A增加至0.9A,EPR信号也随之增大,但EPR信号强度不与调制电流成比例增加,且EPR信号的线宽增加。计算后得到搭建的EPR系统的灵敏度为Nmin=3.04×1014(spins·Hz-1/2·Gauss-1)。工作频率为8.838GHz。利用搭建好的EPR测试系统研究了掺杂浓度对Nb掺杂SrTiO3（Nb:SrTiO3）的逆自旋霍尔效应的影响,其中Nb浓度为0,0.01%,0.015%,0.028%,0.05%,0.1%,0.15%,0.2%（质量百分数）。采用铁磁共振-自旋泵浦的方法将自旋从铁磁性的NiFe薄膜注入Nb:SrTiO3中,测量了NiFe/Nb:SrTiO3结构的逆自旋霍尔电压,并估算了自旋霍尔角。结果显示:当Nb掺杂浓度提高时,注入Nb:SrTiO3的自旋增加,但自旋霍尔角从0.05减小到0,表明自旋与电荷转换效率降低。实验结果表明通过向SrTiO3中掺入自旋轨道耦合较强的杂质Nb,Nb:SrTiO3可获得逆自旋霍尔电压。通过改变掺杂浓度,可以实现对Nb:SrTiO3的逆自旋霍尔效应的调控。
二、矩形波导模式谱图的一般表达式（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、矩形波导模式谱图的一般表达式（论文提纲范文）
（1）用于微型光谱仪的宽波段阵列波导光栅的设计与优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 经典光谱仪 |
| 1.2.1 棱镜色散型光谱仪 |
| 1.2.2 光栅色散型光谱仪 |
| 1.3 微型光谱仪及其发展现状 |
| 1.3.1 早期的微型光谱仪 |
| 1.3.2 基于平面光波导技术的芯片级光谱仪 |
| 1.4 本文的主要内容与结构安排 |
| 第2章 光波导理论及阵列波导光栅基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光波导理论 |
| 2.2.1 平板波导 |
| 2.2.2 矩形波导 |
| 2.3 阵列波导光栅的基本原理 |
| 2.3.1 罗兰圆原理 |
| 2.3.2 光栅方程 |
| 2.3.3 角色散方程 |
| 2.3.4 自由光谱区(FSR) |
| 2.4 阵列波导光栅的性能指标 |
| 2.4.1 插入损耗 |
| 2.4.2 通道损耗非均匀性 |
| 2.4.3 通道串扰 |
| 2.4.4 带宽 |
| 2.4.5 偏振相关性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 宽波段阵列波导光栅的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 AWG设计流程 |
| 3.3 宽波段20 通道AWG的参数设计 |
| 3.3.1 波导材料的选择 |
| 3.3.2 波导宽度及有效折射率 |
| 3.3.3 阵列波导间距dg及输出波导间距do |
| 3.3.4 衍射级数m及自由光谱区FSR |
| 3.3.5 相邻阵列波导长度差?L及平板波导焦距f |
| 3.3.6 阵列波导数N_g |
| 3.4 阵列波导光栅的理论建模 |
| 3.5 S型类反对称AWG版图结构设计流程 |
| 3.5.1 马鞍形AWG版图结构 |
| 3.5.2 S型类反对称AWG的版图结构 |
| 3.5.3 S型类反对结构版图生成流程 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 微型阵列波导光栅的设计与优化分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 器件尺寸 |
| 4.3 结构参数对版图几何特性的影响 |
| 4.4 阵列波导光栅的尺寸优化算法 |
| 4.4.1 粒子群算法思想的起源 |
| 4.4.2 标准粒子群优化算法工作原理 |
| 4.4.3 约束优化问题的罚函数处理 |
| 4.4.4 约束优化的改进粒子群算法 |
| 4.5 针对阵列波导光栅结构参数的优化分析 |
| 4.5.1 优化问题的描述 |
| 4.5.2 典型案例的优化分析 |
| 4.5.3 宽波段AWG器件尺寸优化设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 宽波段阵列波导光栅的制备及测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 掩埋型SiO_2光波导主要制作工艺 |
| 5.2.1 薄膜沉积工艺 |
| 5.2.2 接触式光刻工艺 |
| 5.2.3 刻蚀工艺 |
| 5.2.4 AWG制备结果 |
| 5.3 AWG测试 |
| 5.3.1 测试装置 |
| 5.3.2 通光测试 |
| 5.3.3 AWG芯片测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及攻读学位期间取得的科研成果 |
（2）多注集成新型太赫兹行波管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 太赫兹波的特点与应用 |
| 1.3 太赫兹源的产生方式 |
| 1.4 太赫兹行波管发展现状 |
| 1.5 太赫兹行波管的困境与突破 |
| 1.5.1 新型太赫兹慢波电路 |
| 1.5.2 多电子注集成技术 |
| 1.5.3 注波互作用新机理 |
| 1.6 论文的组织结构 |
| 第二章 带状注纺锤型慢波结构行波管研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纺锤型慢波结构介绍 |
| 2.3 纺锤型慢波结构高频特性 |
| 2.3.1 仿真模型选取 |
| 2.3.2 色散与耦合阻抗特性计算方法 |
| 2.3.3 纺锤型慢波结构优化设计 |
| 2.3.4 与折叠波导的慢波特性对比 |
| 2.4 带状注纺锤型行波管设计 |
| 2.4.1 传输特性 |
| 2.4.2 注波互作用粒子模拟与分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 多注集成梳齿型行波管研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多注集成梳齿型慢波结构介绍 |
| 3.3 梳齿型慢波结构理论分析 |
| 3.3.1 梳齿型慢波结构场分布 |
| 3.3.2 高频特性 |
| 3.4 能量耦合结构的设计 |
| 3.5 Ka多注集成梳齿型行波管研究 |
| 3.5.1 Ka波段多注集成梳齿型高频特性 |
| 3.5.2 传输特性 |
| 3.5.3 注波互作用粒子模拟 |
| 3.5.4 与Ka波段单注双排梳齿型行波管对比 |
| 3.6 G波段多注集成梳齿型行波管研究 |
| 3.6.1 G波段多注集成梳齿型慢波结构 |
| 3.6.2 G波段多注集成梳齿型行波管粒子模拟 |
| 3.6.3 与G波段单注双排梳齿型行波管互作用特性比较 |
| 3.7 多注集成梳齿型行波管高频系统实验研究 |
| 3.7.1 加工方案 |
| 3.7.2 零件加工测量以及装配 |
| 3.7.3 传输特性的测试 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 前向波-返波反馈式注-波互作用机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反馈回路建立的基础 |
| 4.2.1 空间谐波分析 |
| 4.2.2 高频场在注-波互作用中的变化 |
| 4.3 反馈式注波互作用 |
| 4.3.1 传统注波互作用过程及面临的问题 |
| 4.3.2 反馈回路 |
| 4.4 反馈式注波互作用理论模型 |
| 4.4.1 三端口网络等效模型 |
| 4.4.2 阻抗矩阵以及阻抗特性参量求解 |
| 4.4.3 反馈式互作用传输模型 |
| 4.4.4 激励源 |
| 4.4.5 运动方程 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 前向波-返波反馈式放大器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于折叠波导的前向波-返波反馈式放大器 |
| 5.2.1 高频特性 |
| 5.2.2 传输特性 |
| 5.2.3 注波互作用仿真模拟 |
| 5.3 反馈回路对注波互作用的影响 |
| 5.3.1 反馈回路中的注波互作用 |
| 5.3.2 反馈回路与单注行波管对比 |
| 5.3.3 反馈式注波互作用与单注返波管对比 |
| 5.4 反馈回路中高次模式激励的讨论 |
| 5.4.1 双通道折叠波导模式分布 |
| 5.4.2 高次模式激励 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 异速双电子注电子光学系统研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 异速双电子注电子枪 |
| 6.3 异速双电子注电子枪设计与阴极实验研究 |
| 6.3.1 异速双电子注电子枪设计方案 |
| 6.3.2 异速双电子注电子枪部件实验研究 |
| 6.4 异速电子注磁聚焦系统研究 |
| 6.4.1 磁聚焦系统的设计 |
| 6.4.2 整管流通仿真 |
| 6.5 异速电子注降压收集极设计 |
| 6.5.1 收集极入口处电子接口数据分析 |
| 6.5.2 二级降压收集极设计 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）基于超材料的X波段吸波器定量/定性传感检测及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超材料的研究背景与意义 |
| 1.2 超材料的研究进展 |
| 1.3 超材料吸波器研究现状 |
| 1.3.1 宽带吸波器的研究 |
| 1.3.2 多带吸波器的研究 |
| 1.3.3 传感检测的超材料吸波器研究进展 |
| 1.4 本论文的主要内容 |
| 1.5 论文创新点 |
| 第2章 电磁超材料吸波器基础理论以及介电传感理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁超材料吸波器基础理论 |
| 2.2.1 电磁超材料理论 |
| 2.2.2 超材料本构参数设计 |
| 2.3 等效媒质理论 |
| 2.4 微流体微扰理论 |
| 2.5 超材料吸波器测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 超材料吸波器对乙醇-水混合物的定量检测研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超材料吸波器的设计 |
| 3.2.1 结构模型和性能研究 |
| 3.2.2 结构参数对吸收性能的分析研究 |
| 3.2.3 不同入射角对吸波性能的影响 |
| 3.2.4 吸收机理分析 |
| 3.2.5 等效电路分析 |
| 3.3 超材料吸波器传感设计 |
| 3.3.1 微流道芯片设计 |
| 3.3.2 吸波器传感仿真结果和分析 |
| 3.4 传感器的制作与实验 |
| 3.4.1 传感器的制作 |
| 3.4.2 测试平台准备 |
| 3.4.3 测试样本复介电常数提取 |
| 3.4.4 测试过程 |
| 3.4.5 测试结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 传感型吸波器在燃油中的定性检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超材料吸波器的设计与分析 |
| 4.2.1 多频带、宽频带吸波器设计分析 |
| 4.2.2 吸波器结构模型设计 |
| 4.2.3 吸波器结构参数以及材料选择 |
| 4.2.4 吸波器吸收机理研究 |
| 4.3 等效电路分析 |
| 4.4 传感型吸波器模型 |
| 4.4.1 微流道芯片模型设计 |
| 4.4.2 仿真数据分析 |
| 4.5 吸波器的制造与测试 |
| 4.5.1 吸波器制造 |
| 4.5.2 测试过程 |
| 4.6 测试结果分析与讨论 |
| 4.7 .本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表论文、专利一览表 |
（4）双共焦波导准光电子回旋脉塞（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 太赫兹科学技术简介 |
| 1.1.2 准光学谐振腔 |
| 1.1.3 电子回旋脉塞机理 |
| 1.2 国内外研究现状以及困境 |
| 1.3 论文的主要工作内容与结构 |
| 第二章 双共焦波导的电磁特性研究 |
| 2.1 双共焦波导中的电磁场分布特性 |
| 2.1.1 共焦波导中的高斯波束 |
| 2.1.2 叠加模 |
| 2.1.3 环形模 |
| 2.2 双共焦波导中的模式密度特性 |
| 2.3 双共焦波导中的衍射损耗特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双共焦波导回旋振荡器研究 |
| 3.1 谐波回旋振荡器非线性理论 |
| 3.1.1 电子运动方程 |
| 3.1.2 注波互作用方程 |
| 3.2 双频输出双共焦谐振腔研究 |
| 3.2.1 谐波工作模式的选择 |
| 3.2.2 谐振腔冷腔特性研究 |
| 3.2.3 谐振腔设计 |
| 3.2.4 粒子模拟研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 双共焦波导回旋行波管输入结构研究 |
| 4.1 双共焦波导中的耦合现象 |
| 4.2 输入耦合器 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 后续工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）带有多个半环的硅光滤波器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 光滤波器概述 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第二章 光滤波器的基础理论 |
| 2.1 光波导理论 |
| 2.1.1 三层平板波导理论 |
| 2.1.2 矩形波导理论 |
| 2.1.3 脊形波导理论 |
| 2.2 波导耦合理论 |
| 2.3 多光束干涉理论 |
| 2.4 光滤波器的性能指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 采用矩形波导的带有多个半环的硅光滤波器 |
| 3.1 结构设计 |
| 3.2 工作原理 |
| 3.3 制备工艺 |
| 3.4 理论分析 |
| 3.5 特性分析 |
| 3.5.1 半环数量的影响 |
| 3.5.2 半环间距的影响 |
| 3.5.3 耦合波导长度的影响 |
| 3.6 与马赫-曾德尔干涉型光滤波器比较 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 采用脊形波导的带有多个半环的硅光滤波器 |
| 4.1 结构设计 |
| 4.2 工作原理 |
| 4.3 制备工艺 |
| 4.4 特性分析 |
| 4.4.1 外脊高度的影响 |
| 4.4.2 半环数量的影响 |
| 4.4.3 半环间距的影响 |
| 4.4.4 耦合波导长度的影响 |
| 4.5 两种波导结构对应光滤波器的比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 致谢 |
（6）紧凑型高效率毫米波扩展互作用器件的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 毫米波的特点 |
| 1.3 毫米波真空电子器件的发展与应用 |
| 1.4 毫米波扩展互作用器件的国内外研究现状 |
| 1.5 本文的主要贡献与创新 |
| 1.6 本论文的结构安排 |
| 1.7 本论文内容的逻辑性 |
| 第二章 多间隙扩展互作用腔体电路的理论研究 |
| 2.1 多间隙扩展互作用腔体的介绍 |
| 2.2 毫米波有限周期扩展互作用腔体色散特性研究 |
| 2.3 毫米波扩展互作用电路驻波模工作基础理论研究 |
| 2.3.1 模式选择与同步条件分析 |
| 2.3.2 频率选择性分析与工作频率的确定 |
| 2.3.3 耦合阻抗 |
| 2.3.4 耦合系数和电子注电导 |
| 2.3.5 间隙数的选取与分析 |
| 2.3.6 起振电流计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 毫米波EIO电路的设计与实验研究 |
| 3.1 毫米波扩展互作用电路的设计 |
| 3.1.1 场型横向分布分析与电路横向尺寸设计 |
| 3.1.2 模式分布优化技术 |
| 3.1.3 输出耦合结构的设计 |
| 3.2 毫米波EIO粒子模拟研究 |
| 3.3 紧凑型毫米波EIO初步实验研究 |
| 3.3.1 毫米波EIO电路的冷测实验研究 |
| 3.3.2 毫米波EIO样管测试系统设计与搭建 |
| 3.3.3 毫米波EIO样管热测实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于功率合成电路的分布式空心电子注毫米波EIO工作特性研究 |
| 4.1 毫米波扩展互作用功率合成电路的设计 |
| 4.2 毫米波扩展互作用功率合成电路的高频特性研究 |
| 4.3 适用于功率合成电路的输出耦合电路设计 |
| 4.4 分布式空心电子注电子光学系统的设计 |
| 4.5 基于功率合成电路的W波段分布式空心电子注EIO粒子模拟研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 毫米波扩展互作用电路高阶模工作关键技术研究 |
| 5.1 扩展互作用电路高阶模工作机理研究 |
| 5.1.1 基模与高阶模模式场横向分布转化研究 |
| 5.1.2 基模与高阶模物理特性对比研究 |
| 5.1.3 高阶模工作毫米波扩展互作用电路高频特性研究 |
| 5.1.4 高阶模工作Ka波段EIO粒子模拟与优化 |
| 5.2 基于高阶模扩展互作用电路工作稳定性研究 |
| 5.2.1 稳定工作的高阶模毫米波EIO设计 |
| 5.2.2 高阶模毫米波扩展互作用电路模式分布及竞争问题研究 |
| 5.2.3 高阶模毫米波EIO起振电流计算及粒子模拟研究 |
| 5.3 高阶模毫米波带状注扩展互作用电路关键技术研究 |
| 5.3.1 基模毫米波带状注扩展互作用电路临界截止工作条件介绍 |
| 5.3.2 高阶模毫米波带状注扩展互作用电路设计程序 |
| 5.3.3 高阶模毫米波带状注扩展互作用电路高频特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 毫米波EIO提升效率的注波互作用机理研究 |
| 6.1 影响毫米波EIO电子群聚特性关键因素研究 |
| 6.1.1 电子注参数对效率影响研究 |
| 6.1.2 基于空间电荷波理论的注填充比对效率影响研究 |
| 6.2 基于相速再同步技术提升毫米波EIO效率的研究 |
| 6.2.1 相速再同步技术的介绍 |
| 6.2.2 非均匀周期扩展互作用电路的设计 |
| 6.2.3 非均匀周期EIO粒子模拟研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（7）大芯层尺寸Yb：YAG晶体波导激光器特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 晶体波导国内外发展现状 |
| 1.2.1 晶体圆波导国内外研究现状 |
| 1.2.2 平面波导国内外研究现状 |
| 1.2.3 晶体方波导/矩形晶体波导国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 晶体波导导模传播特性及结构设计 |
| 2.1 晶体波导内导模传播特性分析 |
| 2.1.1 晶体矩形波导特征方程表达 |
| 2.1.2 晶体波导特征方程归一化表达 |
| 2.1.3 晶体波导功率约束因子 |
| 2.2 小折射率差的测量 |
| 2.3 晶体波导结构设计 |
| 2.3.1 芯层材料的确定 |
| 2.3.2 内包层材料的确定 |
| 2.3.3 折射率匹配确定的芯层尺寸 |
| 2.3.4 外包层材料的确定 |
| 2.3.5 模式竞争确定的芯层尺寸 |
| 2.3.6 晶体波导内包层尺寸下限的确定 |
| 2.3.7 晶体波导内包层尺寸上限的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 晶体波导热效应分析 |
| 3.1 单包层晶体方波导热分析 |
| 3.1.1 解析法求解温度分布和应力分布 |
| 3.1.2 模拟法求解温度分布和应力分布 |
| 3.2 双包层晶体波导热分析 |
| 3.2.1 解析法求解温度分布、应力分布和热透镜 |
| 3.2.2 模拟法求解温度分布和应力分布 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 晶体波导制备 |
| 4.1 波导的制备技术 |
| 4.2 晶体无胶热键合可键合条件 |
| 4.2.1 σ-R公式推导 |
| 4.2.2 σ-R公式应用举例 |
| 4.3 无胶热键合工艺制备晶体方波导 |
| 4.3.1 晶体方波导键合次序设计 |
| 4.3.2 无胶热键合技术及工艺过程 |
| 4.3.3 键合晶体预处理 |
| 4.3.4 晶体键合表面加工 |
| 4.3.5 键合晶体光胶 |
| 4.3.6 键合晶体热处理 |
| 4.3.7 键合晶体成功举例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 单包层晶体波导激光器输出特性研究 |
| 5.1 大芯层晶体波导近衍射极限输出实验验证 |
| 5.1.1 泵浦参数 |
| 5.1.2 泵浦光斑的整形 |
| 5.1.3 晶体波导激光器的实验结构和方案 |
| 5.1.4 实验结果及讨论 |
| 5.2 端泵被动调Q晶体波导激光器输出特性研究 |
| 5.2.1 可饱和吸收体Cr4+:YAG能级结构 |
| 5.2.2 被动调Q的原理过程 |
| 5.2.3 被动调Q的速率方程模型 |
| 5.2.4 晶体波导激光器的实验结构和方案 |
| 5.2.5 实验结果和讨论 |
| 5.3 主动调Q晶体波导激光器输出特性研究 |
| 5.3.1 电光调Q晶体的选型 |
| 5.3.2 电光调Q原理 |
| 5.3.3 主动调Q的速率方程模型 |
| 5.3.4 主调Q晶体波导激光器的实验结构和方案 |
| 5.3.5 实验结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 进一步研究及改进的问题 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
| 致谢 |
（8）基于微波技术的PET瓶坯加热装置设计及参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外发展状况及研究现状 |
| 1.2.1 微波加热技术 |
| 1.2.2 PET瓶坯加热 |
| 1.3 课题研究内容和研究目标 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 第2章 微波加热PET瓶坯的理论基础 |
| 2.1 微波加热理论 |
| 2.1.1 介质的极化和介电特性 |
| 2.1.2 介质中的微波渗透特性 |
| 2.1.3 介质中的电磁能量损耗 |
| 2.1.4 电磁损耗与传热的关系 |
| 2.2 PET瓶坯性能分析 |
| 2.2.1 PET瓶坯的热性能分析 |
| 2.2.2 PET瓶坯的介电性能分析 |
| 2.3 仿真原理及应用软件 |
| 2.3.1 有限元分析法 |
| 2.3.2 COMSOL仿真软件 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 微波加热装置选型与总体设计 |
| 3.1 微波加热的主要装置及设计方向 |
| 3.2 圆柱形谐振腔的场量分析及模式选择 |
| 3.2.1 谐振腔的模场分量 |
| 3.2.2 谐振腔的基本参量 |
| 3.2.3 谐振腔的谐振模式 |
| 3.3 圆柱形单模谐振腔的参数设计 |
| 3.3.1 谐振模式分布图 |
| 3.3.2 干扰模式及抑制措施 |
| 3.3.3 谐振腔尺寸计算 |
| 3.4 金属波导的选型及参数设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微波加热装置结构和尺寸优化设计 |
| 4.1 微波加热效率的影响因素 |
| 4.1.1 加热装置类型及结构 |
| 4.1.2 材料特性、结构及位置 |
| 4.2 微波加热装置的仿真优化 |
| 4.2.1 空载下谐振腔的尺寸优化 |
| 4.2.2 有载下谐振腔及波导的尺寸优化 |
| 4.2.3 有载下馈口的形状及尺寸优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 微波加热装置建模仿真和实验研究 |
| 5.1 微波加热装置仿真模型建立 |
| 5.1.1 确定研究类型 |
| 5.1.2 建立参数化模型 |
| 5.1.3 网格划分 |
| 5.2 微波加热仿真效果与分析 |
| 5.2.1 PET瓶坯的升温速率 |
| 5.2.2 PET瓶坯的温度分布 |
| 5.2.3 微波加热PET瓶坯的效果总结 |
| 5.3 实验平台搭建与实验测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 创新点和工作总结 |
| 6.2 不足之处与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（9）基于表面等离激元的纳米结构滤波器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.2.1 发展历史 |
| 1.2.2 研究现状和意义 |
| 1.3 表面等离滤波器研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及结构 |
| 第二章 表面等离激元基础原理 |
| 2.1 表面等离激元基本理论 |
| 2.1.1 金属光学性质 |
| 2.1.2 波动方程 |
| 2.1.3 金属-介质单一界面上的SPPs |
| 2.1.4 表面等离激元特征参数 |
| 2.2 MIM波导基本理论 |
| 2.2.1 多层结构中的SPPs |
| 2.2.2 MIM波导 |
| 2.3 表面等离激元的激发方式 |
| 2.3.1 光栅耦合 |
| 2.3.2 棱镜耦合 |
| 2.3.3 高度聚焦光束耦合 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于表面等离激元的基础滤波结构研究 |
| 3.1 含有环型腔的带通滤波器 |
| 3.1.1 模型结构与理论分析 |
| 3.1.2 仿真结果讨论 |
| 3.1.3 结构参数调整 |
| 3.2 含有环型腔的带阻滤波器 |
| 3.2.1 模型结构与理论分析 |
| 3.2.2 仿真结果与讨论 |
| 3.2.3 结构参数调整 |
| 3.3 含有梯形谐振腔的MIM波导滤波器 |
| 3.3.1 模型结构与理论分析 |
| 3.3.2 仿真结果与讨论 |
| 3.3.3 结构参数调整 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于等离子体诱导透明的窄带滤波器设计 |
| 4.1 等离子体诱导透明效应 |
| 4.2 含有梯形腔和环形腔的带通滤波器 |
| 4.2.1 模型结构分析 |
| 4.2.2 仿真结果与讨论 |
| 4.2.3 结构参数调整 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 含有梯形腔和环形腔的带阻滤波器 |
| 4.3.1 模型结构分析 |
| 4.3.2 仿真结果与讨论 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 含有嵌套双环形腔结构的带阻滤波器 |
| 4.4.1 模型结构分析 |
| 4.4.2 仿真结果与讨论 |
| 4.4.3 结构参数调整 |
| 4.4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（10）基于微波谐振腔的逆自旋霍尔效应与电子顺磁共振测试研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 电子顺磁共振与逆自旋霍尔效应的研究综述 |
| 1.2.1 电子顺磁共振测试技术国内外发展历史 |
| 1.2.2 逆自旋霍尔效应的国内外研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 电子顺磁共振与逆自旋霍尔效应相关的基础理论 |
| 2.1 电子顺磁共振基本原理 |
| 2.1.1 电子的自旋和磁矩 |
| 2.1.2 共振条件 |
| 2.1.3 自旋-晶格弛豫 |
| 2.1.4 信号的线宽与线型 |
| 2.2 逆自旋霍尔效应相关概念与原理 |
| 2.2.1 磁化强度的运动 |
| 2.2.2 铁磁共振 |
| 2.2.3 自旋泵浦效应 |
| 2.2.4 自旋霍尔效应与它的逆效应 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于TE_(011)模式谐振腔的EPR测试系统搭建 |
| 3.1 连续波EPR测试系统整体设计 |
| 3.2 微波谐振腔的设计 |
| 3.2.1 TE_(011)模式圆柱谐振腔的理论分析 |
| 3.2.2 TE_(011)模式圆柱谐振腔的设计仿真 |
| 3.2.3 耦合装置的设计 |
| 3.2.4 调谐装置设计 |
| 3.2.5 谐振腔实物结构与测试 |
| 3.3 EPR测试系统其他部件的设计与介绍 |
| 3.3.1 磁场系统设计 |
| 3.3.2 锁相放大器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 连续波EPR测试系统的测试及其在ISHE测试中的应用 |
| 4.1 EPR测试系统的测试 |
| 4.1.1 EPR测试系统的测试准备工作 |
| 4.1.2 微波功率对EPR信号的影响 |
| 4.1.3 调制电流对EPR信号的影响 |
| 4.1.4 时间常数TC对EPR信号的影响 |
| 4.1.5 系统性能的评估 |
| 4.2 Nb掺杂SrTiO_3逆自旋霍尔效应的测试 |
| 4.2.1 测试前的准备工作 |
| 4.2.2 逆自旋霍尔电压测试 |
| 4.2.3 自旋霍尔角的估算 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的研究成果 |
四、矩形波导模式谱图的一般表达式（论文参考文献）
- [1]用于微型光谱仪的宽波段阵列波导光栅的设计与优化[D]. 邓鑫宸. 浙江大学, 2021(01)
- [2]多注集成新型太赫兹行波管研究[D]. 高鸾凤. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于超材料的X波段吸波器定量/定性传感检测及应用研究[D]. 李俊杉. 西南大学, 2021(01)
- [4]双共焦波导准光电子回旋脉塞[D]. 张佳一. 电子科技大学, 2021
- [5]带有多个半环的硅光滤波器研究[D]. 苗江云. 南京邮电大学, 2020(02)
- [6]紧凑型高效率毫米波扩展互作用器件的关键技术研究[D]. 毕亮杰. 电子科技大学, 2020(01)
- [7]大芯层尺寸Yb：YAG晶体波导激光器特性研究[D]. 胡星. 北京工业大学, 2020(06)
- [8]基于微波技术的PET瓶坯加热装置设计及参数优化研究[D]. 段明. 曲阜师范大学, 2020(01)
- [9]基于表面等离激元的纳米结构滤波器设计[D]. 张月. 北京邮电大学, 2020(04)
- [10]基于微波谐振腔的逆自旋霍尔效应与电子顺磁共振测试研究[D]. 张晓宇. 电子科技大学, 2020(01)