cst谐振腔设计(精)
chap4-4谐振腔
谐振腔——激发高频电磁波 ① 低频电磁波一般利用LC电路组成的振荡器激 低频电磁波 般利用LC电路组成的振荡器激 发； ② 当频率升高时（例如微波段的电磁波），回 路辐射损耗逐渐地增加; ③ 高频电磁波可采用谐振腔来激发。 高频电磁波可采用谐振腔来激发
§ 4 谐振腔
本节主要内容 1. 矩形谐振腔内的电场 1 2. 矩形谐振腔内的磁场 3. 矩形谐振腔的本征频率、最小本征频率
2谐振腔中本征模的磁场20101118sinsincossincossincossinsincoscossincoscossincossincossincoscos3矩形谐振腔的本征频率最小本征频率本征频率最小本征频率1谐振腔的本征频率圆频率本征频率圆频率为ckmnl2如果谐振腔中充满绝缘介质vkmnl3从上面的公式中可以看出mmnnll不能有不能有两个同时为零
110 c
1 1 2 2 L1 L2
作业
（1,1,0）本征模的波长为:
110
2c 110 2 1 1 2 2 L1 L2
P181：习题15
此本征模波长与谐振腔的线度处于同一数量级上。
6
y
3
2010-11-18
E x E0 x cos k x x sin k y y sin k z z
矩形谐振腔内的电场：
E x E0 x cos k x x sin k y y sin k z z
E y E0 y sin k x x cos k y y sin k z z
E x E0 x cos k x x sin k y y sin k z z E y E0 y sin k x x cos k y y sin k z z
微波技术同轴谐振腔
图 5.6-4 脊形波导
截止频率 fc 降低。
由脊型波导 TE10 模场分布可知，加脊的微扰发生在强电场、弱磁场区域，根据微扰公式
不过，如果脊的尺寸较大，用微扰法计算出来的结果就不精确了。
除了上述机械调谐外，还可在腔中引入变容二极管，通过改变在其偏压而改变电容，从而 实现谐振腔的电调谐；
而当腔壁变化发生在强电场、弱磁场区域即 时， 0 < 0，即频率降低。
v < 0， ， 0 > 0，即频率升高
v < 0， ， 0 < 0，即频率降低。
对于外向微扰其结论恰好与上面相反。
表 5.6-1 给出了频率随谐振腔壁变化的情况。
表 5.6-1 腔壁微扰时频率的变化
由于微波元件电磁能量传输的可逆特性，谐振腔的激励元件和耦合元件的结构和工作特性是完全相同的。
也就是说，一个元件用作激励和用作耦合时所具有的特性完全相同，它们两者的差别仅在于波在其中的传输方向相反。
对谐振腔激励(耦合)元件的基本要求：必须能够在腔中激励(耦合)所需模式的振荡，而且必须能够避免激励(耦合)其他不需要的干扰模式。
图 5.5-5 电容加载同轴腔的 边缘电场线 内导体端面与端壁之间平板电容可按下式来计算： 假设边缘电场线为 1/4 圆弧的边缘电容可按下式近似计算： 等效电路中集中参数的电容 C 为两部分之和，即 C = C1 + C2
图 5.5-5 电容加载同轴腔的 边缘电场线
C = C1 + C2
通常耦合环常安置在腔中磁场最强处，且环平面常与磁场线垂直。
3．绕射耦合(孔耦合)
因为这种耦合是利用电磁波的绕射特性来实现的，所以称为绕射耦合。
双工器设计全集(五)CST仿真单腔
双工器设计全集（五）CST仿真单腔目的：我们运用此软件在这个章节，我们可以学习在这个软件里面，微波工作室针对射频这个模块，腔体内部结构摆放的所有参数的结论的仿真步骤的进行了解，在这里我就学习腔体的的单个腔数的一个具体尺寸及频率进行仿真，将得出一个非常精确的数据：1）：整个单腔的中心频率。
2）：谐振柱的内外半径，高度的具体尺寸。
3）：调谐杆的深度尺寸。
首先，我们来打开软件：在上面的图形就是此软件的桌面，此软件功能相当强大，涉及到多个设计领域，其运用非常广泛，总共有八个模快，针对我们的产品性能来看，我们就只针对第一个模块，微波工作室来运用。
首先我们来警醒简单的模块选择，点击“resonotar”。
点击“resonotar”后，就会弹出下图的桌面：现在我们要知道，进行一个单腔仿真，我们可以分为3个部分来完成，及建立模型，参数设置，计算结果。
下面的图标是我们接下来要建立模型要用到的按键。
根据我们产品设计的需要，看个人排腔习惯，我们的单腔仿真也可以分为方腔，圆腔及不规则腔结构，如果是圆腔就点击上图标中的圆柱体，画一个圆柱体，给出它的具体参数值，如果是一个不规则腔就要给出你排腔中的边具体尺寸，如若是一个方腔就给出它的长宽高尺寸，我们来看看这里要用到的例子方腔单枪仿真，至于以后两种其实已很简单，如若需要我们后面在介绍首先，点击上面图标矩形，按ESC键，就会弹出下面的对话框。
我们要进行参数化建模，以便记录计算的参数;a,b,c从下面的对话框我们可以得出这样的结论。
他们分别代表腔体的长度，宽度，高度。
腔体的长度设置：c,腔体的高度设置：根据上述的步骤，我们就建立好了长宽尺寸为30mm，高度为42mm的一个立方体。
下图为此立方体的可视化效果图;具体参数目录表：假如我们的设计达不到理想要求，我们可以通过下面的修改参数进行重新运算，就不用逐一去建模步骤里面找设置参数啦！谐振柱的建模步骤：点击上面图形以后，直接按一下键盘的“ESC”键，就会显示下面的对话框，对对话框进行参数设置，在这里，我着重说一点，就是当我们画好一个谐振柱的时候，点击上面图形中“material”下面的子菜单，把“pec”更改为vacuum,如若画好忘记修改，可以点击桌面母菜单里componet之子菜单你所画好图形的编号如为solid2,鼠标右击在change material里面进行修改，这一步非常重要，切记。
CST使用教程[修订]
![CST使用教程[修订]](https://img.taocdn.com/s3/m/60cd4d6908a1284ac85043cd.png)
CST使用教程[修订]1.1 软件介绍CST公司总部位于德国达姆施塔特市，成立于1992年。
它是一家专业电磁场仿真软件的提供商。
CST软件采用有限积分法(Finite Integration)。
其主要软件产品有:CST微波工作室——三维无源高频电磁场仿真软件包(S参量和天线)CST设计工作室——微波网络(有源及无源)仿真软件平台(微波放大器、混频器、谐波分析等)CST电磁工作室——三维静场及慢变场仿真软件包(电磁铁、变压器、交流接触器等)马飞亚(MAFIA)——通用大型全频段、二维及三维电磁场仿真软件包(包含静电场、准静场、简谐场、本振场、瞬态场、带电粒子与电磁场的自恰相互作用、热动力学场等模块) 在此，我们主要讨论“CST微波工作室”，它是一款无源微波器件及天线仿真软件，可以仿真耦合器、滤波器、环流器、隔离器、谐振腔、平面结构、连接器、电磁兼容、IC封装及各类天线和天线阵列，能够给出S参量、天线方向图等结果。
1.2 软件的基本操作1.2.1 软件界面启动软件后，可以看到如下窗口:1.2.2 用户界面介绍1.2.3 基本操作1)(模板的选择CST MWS内建了数种模板，每种模板对特定的器件类型都定义了合适的参数，选用适合自己情况的模板，可以节省设置时间提高效率，对新手特别适用，所有设置在仿真过程中随时都可以进行修改，熟练者亦可不使用模板模板选取方式: 1,创建新项目 File—new 2,随时选用模板 File—select template模板参数模板类型2)设置工作平面首先设置工作平面(Edit-working Plane Properties)将捕捉间距改为 1以下步骤可遵循仿真向导(Help->QuickStart Guide)依次进行1)设置单位(Solve->Units) 合适的单位可以减少数据输入的工作量2)能够创建的基本模型3)改变视角快捷键为:视觉效果的改变:4)几何变换四种变换:5)图形的布尔操作四种布尔操作:例如:这里以“减”来说明具体操作 1,两种不同材料的物体 2，选择第一个物体(立方体)3点击工具栏上的图标或在主菜单选择Objects->Boolean->Subtract4，选择第二个物体(圆球) 5，回车确定6)选取模型的点、边、面对每种“选取操作”，都必须选择相应的选取工具。
吸收型微波同轴谐振腔均衡器的设计与调试
吸收型微波同轴谐振腔均衡器的设计与调试摘要：讨论了置于行波管行波管激励端均衡器均衡器的均衡原理；给出了吸收微波同轴谐振腔谐振腔均衡器的结构，设计及其调试。
关键词：微波幅度均衡器同轴谐振腔谐振频率谐振频率功率衰减调试大功率行波管是微波功率组件中的核心组件，要求性能很高。
但是由于大功率行波管的增益波动较大，在等激励输入的情况下，不能使频带内所有点均达到饱和输出，这样会造成输入信号产生谐波和互调分量，或者不能得到较大的输出功率。
因此，需要使用大功率行波管均衡技术，即增加一个微波网络，使其传输特性与行波管的传输特性相补偿，使得行波管的输出功率波动减至最小，这个微波网络就是微波均衡器[1，2]。
本文讨论置于行波管激励端均衡器的均衡原理，图1是均衡器工作示意图，在A点是等激励输入功率，经过均衡器的传输损耗在B点得到行波管需要的理想输入功率，使得行波管每个频点工作在饱和状态，在C点实现行波管在带宽内输出功率波动最小条件下的最大最大输出功率。
1 吸收型微波同轴谐振腔均衡器结构图2是吸收型微波同轴谐振腔均衡器基本单腔子结构。
同轴谐振腔的一端与主传输线相连，另一端是短路活塞，可调节谐振腔腔长，谐振腔内是可调探针插入主传输线，在腔体的外导体侧壁的适当位置置入吸收材料制成的衰减螺钉或者金属微调螺钉，构成了同轴谐振腔；通过耦合探针将主传输线的能量耦合入谐振腔，改变谐振腔腔长及可调探针插入深度调节谐振腔的谐振频率，调整衰减螺钉的插入深度可以吸收部分能量，形成损耗，获得与行波管相匹配的最佳输入功率，同时可改变谐振腔的Q值。
另外，微调螺钉或衰减螺钉也会使谐振频率产生微量偏移。
由于单子结构带宽和吸收衰减幅度的有限性，为了能在较宽频带内实现对大功率行波管的高精度均衡，必须采用多级子结构级联的形式[3]。
2 吸收型同轴微波幅度均衡器的设计考虑到均衡器功率容量的要求和目标衰减曲线的复杂性，均衡器必须具备功率容量大、衰减可调范围大、调节分辨率高、调节自由度高等特点。
光子晶体谐振腔简介-精选文档
光子晶体谐振腔简介近年来，光子晶体由于具有控制光子流动的能力等奇特物理性质而备受人们的关注。
光子晶体是一种折射率呈空间周期变化的新型微结构材料，入射到光子晶体内的光波收到布拉格散射形成能带结构，能带间有带隙存在。
只有频率在光子能带内的光才能在光子晶体中传播，频率落在光子带隙内的光则被禁止。
光子晶体谐振腔][的制作近年来对光电集成器件发挥这巨大的用途，因此引起研究者广泛的注意。
光子晶体微谐振腔能达到数值很高的品质因子（Quality factor），这是利用其它材料所制作的谐振腔所无法完成的。
如果于光子晶体某个位置中引入点缺陷，相当于将光子局域态引入光子禁带中。
在非常小的点缺陷中局域着位于该位置的光场，能量密度可以达到非常高。
制作光子晶体谐振腔的原理是利用缺陷态光子晶体的光子局域和谐振性质。
品质因子是用来描述光子晶体谐振腔的一个重要参数，谐振腔的谐振谱的宽窄可以用品质因子相对应，品质因子越大则对应的光子晶体谐振腔的谐振谱越窄。
光子晶体微腔可具有小的模式体积和大的Q值，在很多物理和工程领域的应用很广泛而且普遍，如电子光子相干作用、非线性光学效应、量子信息处理、低阈值激光器、滤波器等。
本文主要介绍两种常见的谐振腔：光子晶体微腔和光子晶体环形腔。
1、光子晶体微腔对于光集成发展微谐振腔的制作有着至关重要的意义。
传统的谐振腔在尺寸微小方面远远不能达到要求，而且损耗，同时大品质因数小。
相比而言，光子晶体微谐振腔的品质因子可以做的很高，这是采用其他材料制作的谐振腔无法实现的。
在完整的光子晶体中去除一个或若干个介质柱，即可形成光子晶体微腔。
微腔的获得可以通过改变晶体中某些区域的几何尺寸、介电常数、形状等方式。
考虑一个简单的由介质柱构成的二维晶格光子晶体结构，利用制作光子晶体谐振腔的最简单方法，即改变光子晶体中一个介质柱的半径。
当将介质柱半径减小时，形成一个受主谐振腔，当介质柱半径增大时，则成为一个施主谐振腔。
光子晶体微腔具有很多重要的特性：如超小体积，高品质因子等。
W波段平面线形排列多注分布作用管谐振腔的研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
W 波段平面线形排列多注分布作用管谐振腔的研究
通过三维仿真软件CST-MSW 建立了平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙谐振腔的物理模型，获得了结构参数对腔体的场形、特性阻抗等相关冷参数的影响。
在工作模式频率相同的情况下，对平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙腔体和带状注速调管传统的哑铃型五间隙腔体参数进行了对比分析。
研究表明，平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有结构稳定、有效互作用阻抗高等优点。
同时还发现在一定频带范围内这种平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有较少的非工作模式，这对实际工程制管具有重要指导意义。
平面线形排列的多注分布作用速调管是在传统带状注速调管(SBK) 的基础上发展而来，是一种新型的微波器件，它继承了带状电子注的优点，在一维方向上扩展为较大的尺寸，另一个维度上满足频率与几何尺寸共度性效应，同时有效降低了阴极的电流发射密度和空间电荷力，具有体积小、重量轻、结构紧凑等优势，同时可以避免带状电子注在传输过程中容易造成的扭结和不稳定性等问题，有望在高频段乃至太赫兹频段获得高功率微波输出,因而在军用空间武器和空间微波系统中具有明显的技术优势和巨大的发展前景。
早在1999 年，俄罗斯的M. Yu Vorobyev 和
本文具体介绍了这种平面线形排列W 波段五间隙多注速调管分布作用谐振腔的模拟设计，分析其沿x、y 以及电子注运动方向各尺寸变化时，谐振腔各参数的变化情况，并与传统五间隙带状注分布作用谐振腔进行了对比研究。
1、谐振腔及其物理设计平面线形排列多注分布作用速调管继承了带状注速调管的优点，为使横向电场均匀，电子注能与电场进行高效的注波互作用，。
同轴谐振腔
和 C 一定时，存在有许多个谐振频率 01， 02，。
另一方面，如果给定 0 和
C，则由上式可求得谐振腔的长
度
l
=
0
2
arctan
1 0CZ
0
p
0
2
上式中，p = 0，1，2， 。
图 5.5-5 电容加载同轴腔的
边缘电场线
1
Z0 C1
cot(l) = a2
d
0C
=
0 C2
=
C = C1 C2
频率 下降 。 注意，如果腔的上
下底整个地向内或向外变化，其谐
图 5-6-1
圆柱形谐振腔 E010 模场分布
振频率 将不变化。 因为圆柱形谐 振腔 E010 模的谐振波长 0 = 2.62R，
与柱体的高度 l 无关。
2．介质微扰
若在谐振腔中一小区域 v 内介质参数由 ， 改变为 和 ，则有
振频率，从而实现谐振腔的磁调谐。
图 5.6-4 脊形波导
二、谐振腔的激励与耦合
微波谐振腔必须与外电路相连接组成微波系统才能工 作，而且还必须由外电路中的微波信号激励才能在腔体中 建立振荡；而腔体中的电磁振荡又必须通过耦合才能输出 到外界负载上去。 由于微波元件电磁能量传输的可逆特性， 谐振腔的激励元件和耦合元件的结构和工作特性是完全相 同的。 也就是说，一个元件用作激励和用作耦合时所具 有的特性完全相同，它们两者的差别仅在于波在其中的传 输方向相反。
边缘电场线为 1/4 圆弧。
图 5.5-5 电容加载同轴腔的
边缘电场线
图 5.5-4 电容加载同轴腔的等效电路
1 Z0
cot(l)
0C
=
0
内导体端面与端壁之间平板电容可按下式来计算：
第5章谐振腔资料.
例 稳定：
非稳：
例 判断谐振腔的稳定性(单位:mm)
(1)R1=80,R2=40,L=100
解
g1
1
100 80
1 4
g1 g 2
3 8
稳定
g2
1 100 40
3 2
R1
R2
(2)R1=20, R2=10, L=50
解
g1
1
50 20
3 2
Tn各元素当 n 时,保持有界
二、稳定性条件
1、稳定腔
(1)
0<g1g2<1
或
1
1 2
(A
D)
1
证 为使Tn各元素有界,须是实数,则
1
1 2
(A
D)
1
A+D=(2g2-1)+(4g1g2-2g2-1)=4g1g2-2
1 2
(A
D)
2g1g
2
1
-1 2g1g2 11
0 2g1g2 2
0 g1g2 1
A 2g2 1 1 B 2Lg2 2L
C
2 L
( g1
g2
2g1g2
)
0
D 4g1g2 2g2 1 1
T
1 0
2L 1
T
2
1 0
2L 1
10
2L 1
10
4L 1
Tn 10
2nL 1
当 n 时,Bn
三、稳区图
g2
稳定区 平行平面腔
对称共焦腔 g1 对称共心腔 稳定区
四、谐振腔示例 1、稳定腔
R1
①
光学谐振腔的图解分析与设计方法
（见图 1-5），利用式（1-9）与式（1-18），则有
1 = 1 −1 q′ − d′ q + d f
或
q′
=
⎜⎜⎝⎛1 −
d f
′
⎟⎟⎠⎞q
+
⎜⎜⎝⎛ d
+
d′
−
dd ′ f
（1-16）
由上面两式可以看出，高斯光束传播特性，除与激光波长有关外，唯一地决定于 束参数 b0 值。基于这个特点，我们引入高斯光束的两个侧焦点 Fl，Fl'，它们位于
-3-
高斯光束的束腰截面内，对称地分置于光轴的两侧，两者的距离为 2b（0 见图 1-2）。 确定了侧焦点 Fl，Fl'后，就可以通过作两种传播圆的方法来描写高斯光束的传播 特性。这两种传播圆具体规定如下：
（1-10）
为束腰处的复参数。由式（1-8）、式（1-9）和式（1-10），我们不难导出式（1- 2） 和式（1-3）的关系。
将高斯光束的传播规律与通常发自点光源的球面波的传播规律进行比较，可 以看出其含义。我们知道，后者的传播规律可由如下式子描写：
R = R0 + z
（1-11）
此处 R0，R 分别为 r0 与 r0＋z 处的球面波的波面曲率半径（见图 1-1）。对比式（1-9） 和式（1-11）可以看出，高斯光束的复参数 q 类似有复数波面曲率半径的特点。 从图 1-1 的图示中我们可以更好地看出两者的传播规律的异同。事实上，利用式 （ 1 - 8 ）、 式 （ 1 - 1 0 ）、 式 （ 1 - 2 ）、 式 （ 1 - 3 ） 和 式 （ 1 - 4 ） 的 关 系 ， 可
（1） σ 圆
它们是通过侧焦点 Fl，Fl'和光轴上任意点 P 处的一些圆。任意点 P 处的波面 曲率半径 R 等于通过该处的一个σ 圆的直径（见图 1-2）。因此，可以通过作一 系列的 σ 圆来决定高斯光束在光轴上各点的波面曲率半径及其在传播过程中的 变化（见图 1-3）。
谐 振 腔 教 程
谐振腔教程模型的几何建模及求解器的设定 128前言与模型尺寸128 模型结构的建模步骤129 求解器的设定135本征模的计算 138 本征模的可视化及Q值的计算 142 计算精度 145 获取更多信息150128 CST微波工作室®—谐振腔教程模型的几何建模及求解器的设定前言与模型尺寸以下将介绍如何计算一个由空气填充的谐振腔体的本征模式。
由于此结构具有旋转对称的特点，因此您可以通过对称截面的轮廓曲线沿对称轴旋转来很容易地完成整个腔体的几何建模。
根据此对称截面的对称性你甚至可以只画出界面轮廓线的一半，旋转后作镜像操作。
最终完成建模。
完成几何建模之后，接下来的分析过程则非常的简单了。
此教程将向您展示如何计算并通过图像形象地观察此谐振腔的一系列本征模式。
另外，还给出了如何对Q值进行计算。
请注意：此例需要用到CST微波工作室®（CST MWS）的“Eigenmode solver”，因此您必须拥有相应的使用许可证，如果您还没有该许可证，请与CST MWS在当地的供应商联系。
对称截面的轮廓曲线如下所示。
请注意，如我们上面所提到的，由于其对称性，您只需要画出半个对称截面的轮廓线即可。
下面的多边形坐标单位为mm。
CST微波工作室®—谐振腔教程 129下一节将引导您一步步对腔体的结构进行建模。
在此过程中，请务必确认您当前的步骤已全部完成，再开始下一步的操作。
模型结构的建模步骤选择模板当您启动CST MWS并选择新建一个工程后，软件会自动提示您为您要分析的结构选择一个模板。
在列出的模板中，即使没有任何一个与计算本征模问题相对应，你也仍然可以选择一个和你的问题最相近的模板。
在这个例子中选择Waveguide Filter模板。
因为此结构和我们的结构一样，都是由空气填充的高谐振性波导器件。
选择此模板后点击Ok 确认。
模板的作用主要是能把某一特定类型的结构所适合的参数直接设为默认值。
在此例中，选择Waveguide Filter这个模板会把长度单位设为mm，把频率单位设为GHz，把所有的边界条件设为电壁并把背景材料设置为理想导体，这样，只有腔体内的空气部分需要另外设置，而其他的材料由软件自动设为PEC。
激光谐振腔设计-lesson2
激光谐振腔设计－lesson2高明伟北京理工大学光电学院提纲•激光器设计中的若干问题：–谐振腔稳定性问题–热问题–激光晶体的选择与泵浦源的选择–模式匹配激光器设计中的若干问题•各个问题之间关联:•热问题是影响谐振腔稳定性的重要因素•热问题会影响到泵浦模式与振荡模式的模式匹配－激光增益饱和现象•不同激光晶体由于本身的材料特性和光学特性不同引起的热问题大小程度不同•可以看出热问题是激光设计中核心问题之一stable unstable 0-1-2-1-2谐振腔的稳定性及腔内光束参数¾束腰位置的高斯平面波衍射成为和它形式完全一样的光束－行波场¾由于波前为平面，所以衍射孔径为无穷大¾高斯光束边缘影响很小，当光束自在现模为高斯光束后，由于腔镜衍射引起的损耗很小，所以出射的光场分布，同自由空间平面高斯光束衍射光束场分布一致¾远场发散角只受高斯光束限制，无孔径限制，因此远场发散角小于小孔衍射角谐振腔的稳定性及腔内光束参数•利用q参数公式同样可以计算谐振腔内任意位置的光束参数。
•具体计算过程如下：1、利用激光光束束腰位置波前曲面半径未无穷大的条件，计算束腰的位置和基模高斯光束束腰宽度；2、利用q参数自由空间传输公式计算谐振腔中任意位置的光束宽度以及波前曲面半径；3、计算远场发散角等其它参数谐振腔的稳定性及腔内光束参数1、利用激光光束束腰位置波前曲面半径未无穷大的条件，计算束腰的位置和基模高斯光束束腰宽度；——首先估计束腰的位置，如果不能估计位置，通过计算也可以发现某个区间是否存在束腰谐振腔的稳定性及腔内光束参数2/利用q参数自由空间传输公式计算谐振腔中任意位置的光束宽度以及波前曲面半径；()z=q+qz激光器中的热问题•热产生的原因：–激光跃迁的荧光过程的量子效率小于1，除了产生激光能量外，其余的能量由于荧光猝灭产生热。
–晶体本身未泵浦吸收带的存在，当泵浦光光谱较宽时，晶体吸收发热，这种热效应主要存在于灯泵浦激光器中激光器中的热问题•激光器的热带来的问题：•晶体吸收泵浦光发热，晶体表面需要冷却，两者作用导致晶体内温度分布和应力不均匀——折射率分布的不均匀•激光材料中的热效应主要包括：–热透镜效应–热致双折射效应–端面热畸变效应激光器中的热问题•激光材料中的热效应引起的后果•应力裂缝－当温度梯度大于晶体的抗张强度•热致荧光猝灭•晶体端面热畸变－输出激光横模光束质量变差•增益饱和效应－热透镜引起的模式匹配变差输出功率变低激光器中的热问题•晶体中热效应的计算－有限元分析的方法[]),,()()(z y x Q T T div =∇−κκ 热传导系数T 开氏温度Q 热负载分布激光器中的热问题•如何通过有限元计算晶体中的热分布和应力分布？激光器中的热问题•需要用户定义的参数–热源和冷却模型－初始边界条件确定–Mesh 或Grid 网格大小－影响计算速度–收敛阈值条件－计算速度–叠代次数－计算速度有限元分析过去需要自己编程计算，现在有了许多工具软件可以提供辅助：LS-DYNA,ABAQUS,ANASYS, COSMOS,激光器中的热问题•有限元分析是一个复杂的数学问题，涉及诸多数学理论，而我们激光器中所应用的仅是热学这种简单的模型，如果大家感兴趣可以进一步深入研究•我们利用有限元分析计算的目的是获得不同泵浦条件下的热透镜的大小以及热应力的大小•如果不考虑泵浦条件或者根据以往的设计经验我们可以直接利用薄透镜替代热透镜插入腔内通过连续改变薄透镜的焦距来计算稳定性和腔内模式。
微波技术同轴谐振腔
同轴谐振腔的市场发展前景
01
通信领域的应用
同轴谐振腔在通信领域具有广泛的应用，如卫星通信、移动通信等，其
高性能和高稳定性能够满足通信设备的需求，未来市场前景广阔。
同轴谐振腔具有高品质因数、高稳定性、易于集成等优点，广泛应用于微波通信、 雷达、电子对抗等领域。
同轴谐振腔的工作原理
01
当电磁波在同轴谐振腔中传播时，会在腔内形成驻波，即电场 和磁场在空间上呈现周期性分布。
02
在特定频率下，电磁波在腔内形成稳定的共振，能量被限制在
腔内并不断循环。
同轴谐振腔的谐振频率由腔体尺寸、介质材料和电磁波的传播
低。
机械加工法
通过车削、铣削、钻孔等机械加工 方法，将金属块加工成同轴谐振腔 的形状。该方法精度较高，适用于 对精度要求较高的应用。
焊接法
将多个金属部件焊接在一起，形成 同轴谐振腔。该方法适用于复杂结 构的同轴谐振腔制造。
04
同轴谐振腔的微波技术 应用
在雷达系统中的应用
雷达发射机
同轴谐振腔可以作为雷达发射机的微 波功率放大器，将低功率的微波信号 放大到足够的功率，以实现远距离的 探测和目标识别。
微波技术同轴谐振腔
目录
• 同轴谐振腔简介 • 同轴谐振腔的特性 • 同轴谐振腔的设计与制造 • 同轴谐振腔的微波技术应用 • 同轴谐振腔的发展趋势与展望
01
同轴谐振腔简介
同轴谐振腔的定义
同轴谐振腔是一种微波谐振器件，由同轴传输线围成环形空间，并填充介质材料。
它由内外导体构成，内导体位于中心，外导体围绕内导体，形成一个封闭的空腔。