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大功率太赫兹回旋管的腔体分析与模拟.PDF
第 12 卷 第 1 期 太赫兹科学与电子信息学报 Vo1．12，No．1
2014 年 2 月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Feb．，2014
文章编号：2095-4980(2014)01-0024-04
大功率太赫兹回旋管的腔体分析与模拟
雷文强，蒋 艺，胡林林，马国武，孙迪敏
( 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621999)
摘 要 ：以 0.3 THz 回旋管为研究对象，对 TE06 模回旋管腔体进行理论分析和起振电流的计算，
以避免模式竞争的出现。对选取的电参数进行粒子模拟仿真，在 10 kV 和 300 mA 条件下得到 TE06
模输出、平均输出功率为 152 W 及输出频率为 299.5 GHz 的模拟结果，并对不同磁场和不同电流情
况下输出功率进行了分析，为太赫兹回旋管的研制提供参考。
关键词 ：0.3 THz 回旋管；模式竞争；TE06 模式输出；粒子模拟仿真
中图分类号 ：TN124 文献标识码 ：A doi ：10.11805/TKYDA201401.0024
Analysis and simulation of RF cavity in high power terahertz gyrotron
LEI Wen-qiang，JIANG Yi，HU Lin-lin，MA Guo-wu，SUN Di -min
(Institute of Applied Electronics，China Academy of Engineering Physics，Mianyang Sichuan 621999，China)
Abstract： Terahertz(THz) gyrotron is one of the specially developed high power THz radiation
resources, and have important applications in biology, physic and faraway exploration. The cavity structure
and physical mechanism of a 0.3 THz low voltage gyrotron for TE06 mode is analyzed. The start -oscillation
current is calculated to suppress mode competition. The beam-wave interaction parameters are chosen in
Particle-In-Cell(PIC) simulation. TE06 mode appearance, the output power of 152 W and output frequency
of 299.5 GHz are obtained by beam-wave interaction simulation at 10 kV and 300 mA. Finally, output
power in different magnetic fields and work currents is analyzed, which can provide important reference
for the development of terahertz gyrotron.
Key words：0.3 THz gyrotron；mode competition；TE06 mode appearance；Pa
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