童长江
- 作品数：22 被引量：78H指数：6
- 供职机构：西北核技术研究所更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金国防科技技术预先研究基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学核科学技术机械工程更多>>
- 大功率太赫兹返波管的数值模拟研究被引量：4
- 2007年
- 为了提升传统超高频小功率返波管的工作频率和输出功率,提出了一种过模表面波太赫兹返波管的紧凑结构.其中,慢波系统是在一段过模圆柱波导内壁沿圆周方向平行挖去若干个均匀环形槽构成的,相邻槽间距固定不变.该结构较之传统的单模结构能有效地降低管内电场强度、避免场击穿,提高系统在太赫兹频段的功率容量.采用数值模拟的方法对该慢波系统的结构参数进行了筛选,最终选取波导内半径为2 mm、槽深为0.2 mm、槽宽为0.6 mm、单周期长度为1 mm,共采用17个周期.利用2.5维粒子模拟程序对系统进行了热测实验,在电子注电压为550 kV、电子注电流为350 A的条件下,模拟得到了14.4 MW的峰值功率输出,其能量转换效率达到7.5%,振荡频率高于0.14 THz,时域波形及频谱特性良好.
- 张海王建国童长江
- 关键词：大功率表面波慢波系统
- 过模高功率太赫兹表面波振荡器优化设计被引量：3
- 2008年
- 提出了一种新型过模高功率太赫兹表面波振荡器,其中慢波系统是由一段过模圆柱波导内壁沿圆周方向平行挖去若干个均匀环形槽构成,相邻槽间距固定不变.该结构较之传统的单模结构能有效降低管内电场强度,避免场击穿,提高系统的功率容量.同时,提出了一种基于表面波工作机制的综合选模方案,即通过电动力学结构选模及电子注参数选模相结合,使系统稳定工作于单模表面波状态,从而达到模式选择的目的.该方法能有效解决过模慢波系统内的模式竞争问题.利用2.5维粒子模拟程序UNIPIC对振荡器进行了物理设计和性能优化,得到了一套最优工作参数.在500 kV电子注电压、1.5 kA电子注电流条件下,模拟得到了42 MW的峰值功率输出,振荡频率高于0.14 THz,模式为TM01,信号的时域波形及频谱特性良好.
- 张海王建国童长江
- 关键词：高功率太赫兹波
- 0.14THz高功率太赫兹脉冲的参数测量
- 给出了0.14THz高功率单次脉冲信号的频率和功率的测量方法及实验结果。针对高功率太赫兹脉冲频率高、峰值功率高和脉宽短的特点，实验中采用了截止波导滤波法与谐波混频法相结合的方式准确测定了脉冲信号频率，然后利用辐射场功率密...
- 王光强王建国李小泽李爽童长江王雪锋
- 关键词：参数测量谐波混频器辐射场
- UPML在有耗介质截断中的应用
- Berenger于1994年提出PML(perfectly matched layer)截断FDTD计算区域的方法.该方法将六个电磁场分量分裂成十二个分量,并引入虚构的介质吸收电磁场.该方法对无耗媒质中的电磁波吸收效果很...
- 孟粉霞王建国童长江张茂钰
- 关键词：有耗介质时域有限差分法
- 文献传递
- 过模结构0.14THz高功率脉冲探测器研制被引量：4
- 2013年
- 基于n型硅在强电场下的热电子效应,初步研制了一种采用过模结构的0.14THz高功率太赫兹脉冲探测器。该探测器由基模波导WR6、过渡波导、过模波导WR10,n型硅探测芯片和偏置恒流源组成。模拟分析了探测器的工作过程,给出了相对灵敏度表达式,结果表明过模探测器能很好地工作在TE10模式。合理设计了探测芯片的结构参数和加工工艺,完成了探测芯片的加工和探测器样机的制作。将探测器样机在0.14THz相对论表面波振荡器的辐射场进行了初步的验证性实验,并与二极管检波器的测量结果进行了对比分析。结果表明:过模探测器样机的响应时间在ps量级,相对灵敏度约为0.12kW-1,最大承受功率至少为数十W,可用于0.14THz高功率脉冲的直接探测。
- 王光强王建国童长江王雪锋李爽陆希成
- 关键词：探测器热电子
- 0.14THz过模表面波振荡器的模式分析被引量：4
- 2013年
- 采用理论分析和实验验证相结合的方法,研究了0.14 THz过模表面波振荡器(过模比D/λ≈3)中太赫兹波模式成分的分布.首先针对具有圆周对称结构的过模切连科夫器件,建立了用于模式分析的纵向场分解法.接着基于2.5维PIC(Particle-in-cell)软件的电场模拟结果,采用该方法对0.14 THz表面波振荡器的模式进行了详尽的理论分析.结果表明,器件中不同结构区域的太赫兹波模式成分不同,相互间存在模式转换,输出模式以TM02和TM03模为主,并伴有少量TM04模.最后利用图像显示法获取了0.14 THz表面波振荡器的近场辐射能量分布,与由模式分析结果得到的理论分布符合的较好,证明了纵向场分解法用于模式分析的可行性和结果的正确性.
- 王光强王建国李爽王雪锋童长江陆希成郭伟杰
- 高功率太赫兹脉冲半导体探测器的分析与设计被引量：11
- 2011年
- 设计了一种基于半导体热电子效应的0.14THz高功率脉冲探测器.首先根据探测器的结构特点,分析了探测器的工作原理,并推导了探测器的相对灵敏度表达式.接着采用三维电磁场时域有限差分法,模拟计算了探测器的电压驻波比和线性区的相对灵敏度.在优化的结构参数下,探测器在0.14THz波段的电压驻波比不大于1.3,相对灵敏度约为0.6kW-1,且在0.13—0.16THz频带内波动不超过10%.然后讨论了焦耳热效应对探测器的影响,考察了太赫兹脉冲宽度与输出电压变化率的关系.最后对探测器的检波模拟和分析结果表明,探测器最大承受功率约为2.2kW,线性工作区最大功率达数十瓦,响应时间为皮秒量级,可完成0.14THz纳秒级高功率太赫兹脉冲的直接测量,提高其功率测量的精度.
- 王光强王建国童长江李小泽王雪锋
- 关键词：探测器热电子灵敏度
- 0.14THz过模表面波振荡器初步实验研究被引量：3
- 2013年
- 为获得大功率太赫兹源,对基于表面波振荡器的相对论太赫兹源进行了初步的实验研究。为便于机械加工和实验装配,器件采用过模矩形波导慢波结构。利用理论分析和数值模拟得到的参数,在CKP1000加速器上进行了实验。功率测量采用辐射场功率密度积分方法,频率测量采用截止波导滤波法。在电子束压为320kV、电子束流强度为2.1kA、引导磁场为5T条件下,实验获得频率0.136THz以上、脉冲宽度为1.5ns和辐射功率约2MW的太赫兹信号输出。
- 李小泽王光强王建国童长江王雪锋宋志敏李爽陆希成
- 关键词：太赫兹波慢波结构
- 波导内置硅块对高功率太赫兹脉冲的响应被引量：4
- 2013年
- 利用三维电磁场时域有限差分法,对0.3～0.4THz高功率太赫兹脉冲作用下置于矩形波导内部宽边中心的n型硅块响应规律进行了研究。通过对置入硅块前后矩形波导内电磁场分布、电压驻波比及硅块内平均电场的模拟分析,得出硅块几何尺寸和电阻率对上述物理量的响应规律,硅块长、宽、高和电阻率均会对波导内电压驻波系数产生影响,其中以高度影响最为明显;硅块内平均电场在低频段和高频段单调性不一致。最后,在优化硅块长、宽、高及电阻率的基础上,给出了一种可用于该频段高功率太赫兹脉冲直接测量的电阻探测器芯片设计方案,其相对灵敏度约为0.509kW-1,幅度波动不超过14%,电压驻波比不大于1.34。
- 王雪锋王建国王光强童长江李爽李勇
- 关键词：高功率太赫兹矩形波导
- 通用二维半导体器件模拟软件的设计被引量：8
- 2007年
- 介绍自行研制的通用二维半导体器件模拟软件GSS,该软件的求解器同时实现了漂移扩散模型和流体动力学模型,可对多种材料、不同结构的器件进行稳态和瞬态计算.作为算例,应用该软件对NPN三极管和MESFET管进行了数值模拟,给出了IV曲线、电子密度分布和温度变化等.
- 贡顶王建国张殿辉张相华韩峰童长江张茂钰
- 关键词：TCAD漂移扩散模型
