王雪锋
- 作品数：25 被引量：34H指数：4
- 供职机构：西北核技术研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：电子电信理学核科学技术机械工程更多>>
- 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
- 过模矩形波导中硅芯片与基模亚毫米波的作用被引量：1
- 2014年
- 模拟研究了过模矩形波导WR10中n型硅探测芯片对TE10模亚毫米波的响应。针对过模波导WR10中内置n型硅芯片的亚毫米波探测结构,推导了基模工作时的灵敏度表达式。采用三维电磁场时域有限差分方法,模拟计算了过模波导中300～400GHz频带的TE10模亚毫米波与硅芯片的相互作用,分析了探测结构中电压驻波比和芯片内平均电场随硅芯片参数变化的规律。结果表明,在相同的芯片参数下,过模探测结构并不影响电压驻波比和芯片内平均电场的大小,但两者随频率变化的波动程度增大。在300～400GHz工作频带内,优化得到了性能较优的过模探测结构,其电压驻波比不大于2.75(335～380GHz频带内不大于1.8),线性工作区的相对灵敏度约为0.127kW-1,频率响应的波动范围在±20.5%内,最大承受功率约为0.53kW,响应时间为100ps量级,满足亚毫米波大功率脉冲的直接探测需求。
- 王光强王建国王雪锋李爽
- 关键词：亚毫米波大功率脉冲过模波导
- 一种太赫兹脉冲探测芯片性能分析被引量：1
- 2014年
- 针对一种已经完成模拟设计、工艺研究及成品开发,且线度仅为百μm量级的太赫兹脉冲热载流子探测芯片展开了几何参数及电参数测试,并对其性能进行了分析探讨。结果表明:探测芯片具有较小的几何加工偏差和良好的欧姆接触效果;模拟计算的结果表明这种量级几何加工偏差对相对灵敏度影响可以忽略;综合分析各种测试测量结果,进一步验证了芯片开发工艺和测试结果的有效性。
- 王雪锋王建国王光强李爽熊正锋陆希成彭建昌
- 关键词：太赫兹脉冲测量芯片大功率性能分析
- 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
- 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
- 圆波导硅探测结构对X波段电磁波模式的响应
- 2014年
- 采用数值模拟和理论分析方法,研究了圆波导内置n-Si探测结构对X波段几种常用电磁波模式的电场响应。首先基于强电场下的热载流子效应,设计了一种利用n-Si进行高功率脉冲实时测量的圆波导探测结构。接着采用三维并行电磁场时域有限差分方法,模拟研究并分析了TE11(两种极化方向)、TM01和TE01模式作用下圆波导探测结构内的横向电场分布特点。结果表明:不同模式下探测芯片内的横向电场均以径向电场为主,径向和角向电场幅度比约为10,而芯片在圆波导内引入的横向电场驻波比均不大于1.3。最后推导了圆波导探测结构在不同模式电场作用下的灵敏度表达式,理论分析指出了探测结构的最大承受功率与圆波导模式有关,最高可达422MW,响应时间则均为ps量级,初步证实了该探测结构可用于X波段百MW级脉冲波源在线探测的可行性。
- 王光强王建国朱湘琴王雪锋李爽
- 关键词：高功率微波硅灵敏度
- 一种大功率微波脉冲圆波导探测结构及方法
- 本发明设计的大功率微波脉冲圆波导探测结构以强电场在半导体内部的热载流子效应为基本工作原理，依据半导体探测芯片的体电阻变化实现圆波导内不同模式的大功率微波脉冲的实时探测。探测结构由圆波导和半导体探测芯片组成。可承受微波脉冲...
- 王光强王建国朱湘琴王雪锋李爽
- 文献传递
