磁旋返波振盪器於非線性結構下效率研究

Study of Efficiency Enhancement of the Gyrotron Backward-wave Oscillator with Nonlinear Tapered Waveguide

林柏年(Lin, Po Nien)

指導教授 ： 朱國瑞

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2010年)

摘要

磁旋返波振盪器是利用電子迴轉脈射機制(electron cyclotron maser)產生高功率同調電磁波，並具有可連續調變頻率的特徵。相較於其它磁旋裝置，磁旋返波振盪器因具有場形向電子束入口端集中而不利於電子與返波作用的特性，使其效率往往相對較低。本文先對磁旋返波振盪器在線性及非線性區間操作下做分析，了解基本物理特性。最後以提升效率為目標，探討在非線性調變結構半徑下對效率的影響，及調變結構下產生最佳效率後調變磁場對提升效率的影響。

本文是對操作於ka頻段下 模式的磁旋返波振盪器做理論上探究。並由於電子與波的交互作用，使其在線性操作下有不同的軸向振盪模式，且各自都具有固定的電子傳輸角(transit angle)；然而在非線性操作下，由於內部回饋線路的收縮，使得場形向電子入口處集中，造成效率對電流及長度產生飽和現象。最後，對作用結構半徑進行非線性的調變，以提升磁旋返波振盪器的效率為目標。

關鍵字

磁旋返波振盪器

參考文獻

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