ПЕРЕДАЧА СУБМИЛЛИМЕТРОВЫХ ПУЧКОВ В ПОЛЫХ СВЕРХРАЗМЕРНЫХ ВОЛНОВОДАХ

April 25, 2012 by admin Комментировать »

Гурин О. В., Дегтярёв А. В., Маслов В. А., Свич В. А., Ткаченко В. М., Топков А. Н. Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина пл. Свободы, 4, Харьков – 61077, Украина Тел.: +38 (057) 7075157; e-mail: Andrey.V.Degtyarev@univer.kharkov.ua

а коэффициент передачи по мощности т = Poutт , где Pin – мощность падающего излучения, а[п, а”п – коэффициенты затухания, u[n,ui- коэффициенты

возбуждениясоответствующих мод волновода

e^-grcfg Рп^ Г||Л_ коэффициенты отражения

”                 лсо^аг

Френеля.

Коэффициент передачи:

11.4.                Анализ расчетов

Расчеты коэффициента передачи по мощности были проведены на длине волны 0,1188 мм для полых круглых медного и стеклянного волноводов длиной 60 мм и радиусом 2,85 мм. Выбор длины волноводов обусловлен наличием ограничения на этот параметр в геометрооптическом подходе L < а2Гк [2]. Показатель преломления для пирексового стекла был выбран 2,32+i 0,4. Поверхностное сопротивление и показатель преломления для меди составили Zc = 0,415 Ом и 216+i 576, соответственно.

Полученные результаты показывают достаточно хорошее совпадение экспериментальных и расчетных данных по различным методикам. Для металлических волноводов коэффициент передачи слабо изменяется при изменении радиуса возбуждающего пучка. Для значений то> 0,7 коэффициент передачи уменьшается, т.к. увеличивается доля энергии излучения не попавшая в волновод и уменьшается коэффициент отражения поля для параллельной поляризации излучения. При соо < 0,7 передаточные характеристики остаются почти постоянными в виду того, что коэффициенты отражения поля металлическими стенками для параллельной и перпендикулярной поляризаций излучения, близки к единице. Для значений ®о < 0,5 коэффициент передачи излучения металлическими волноводами выше, чем для диэлектрических волноводов. Исходя из результатов расчетов по модовой методике в случае малых ®о основную долю энергии возбуждающего пучка переносят моды высших порядков, имеющие более низкие затухания. С увеличением ®о в спектре излучения преобладают моды ТЕц и ГМц, имеющие более высокие затухания по сравнению с другими модами, что и объясняет уменьшение коэффициента передачи для металлических волноводов в случае широких возбуждающих пучков.

В диэлектрических волноводах с увеличением радиуса возбуждающего пучка коэффициент передачи уменьшается только из-за увеличения доли энергии излучения, не попавшей в волновод. С уменьшением радиуса возбуждающего пучка (®о<0,4) происходит уменьшение коэффициента передачи излучения до 40% и менее из-за увеличения угла дифракционной расходимости пучка и значительного уменьшения коэффициентов отражения от стенок. Для диэлектрических волноводов характерен ярко выраженный оптимум коэффициента передачи от радиуса возбуждающего пучка.

I.     Заключение

Таким образом, в настоящей работе, используя представление входного поля в виде спектра распространяющихся мод или лучевых трубок, предложены модовая и геометрооптическая методики для расчета распространения излучения в широких круглых полых волноводах при их возбуждении линейно поляризованными гауссовыми пучками. Найдены условия оптимального возбуждения лазерных пучков и даны рекомендации по использованию данных волноводов в СММ линиях передачи.

II.    Список литературы

[1] Епишин В. А., Маслов В. А., Рябых В. Н., Свич В. А., Топкое А. Н. Неискаженная передача пучка излучения по волноводу типа канал в диэлектрике – Радиотехника и Электроника, т. 33, № 4, 1988, С. 700-705.

[2] Frost В. S., Gourlay Р. М., Heckenberg N. R., Shanahan S. T. Geometrical optics treatment of circular lightguides, Appl. Opt., 1985, v. 24, № 24, pp. 4414-4431.

TRANSMISSION OF SUBMILLIMETER BEAMS THROUGH OVERSIZED HOLLOW WAVEGUIDES

Gurin О. V., Degtyarev A. V., Maslov V. A., Svich V. A. Tkachenko V. M.,TopkovA. N.

III. N. Karazin Kharkiv National University

4,     Svobody Sq., Kharkiv – 61077, Ukraine Tel.: +38 (057) 7075157

E-mail: Andrey. V.Degtyarev@univer.kharkov.ua

Abstract – Using representation of an input field by the way of spectrum of propagating modes or ray tubes the modal and geometrical optics procedures for calculation of a irradiative propagation in oversized hollow circular waveguides at their excitation by linearly polarized Gaussian beams are proposed. Conditions of optimum excitation are found and the polarization degree of an output beams is determined at their waveguide transmission.

I.  Introduction

Systems of transmission of submillimetric (SMM) radiation are created, as a rule, on a basis of hollow multimode metal or dielectric waveguides. Now lasers with optical pumping are widely used as generators of SMM radiation. It is represents practical interest to carry out investigations of conditions of op-timum excitation and radiation transmission of such lasers in hollow circular waveguides for development of recommendations on use of the given waveguides in SMM transmission lines.

II.  Main part

Propagation of linearly polarized Gaussian beams for SMM laser radiation in a hollow circular metal and dielectric waveguides is studied. Using representation of an input field as a spectrum of spreading modes or the beam tubes laying in the meridional planes of a waveguide and traversed only on its axis by the account of an interference incident and reflected beams from the waveguide walls, new modal and geometrical procedures for calculation of transmitted radiation characteristics in waveguide transmission lines are offered. Conditions of optimum excitation of circular hollow waveguides by the nonuniform radiation beams of Gaussian-type with flat phase front on an input of waveguides are investigated. It is established that for dielectric waveguides the maximum transmission coefficient of radiation is achieved in a case when the ratio of a beam radius to radius of a waveguide makes 0.5 – 0.7. Metal waveguides are the preferable transmission lines of SMM radiation in a case, when radius of an excitating beam is about 0.3 and lesser than a waveguide radius. The degree of polarization of transmitted radiation for the dielectric waveguides is close to 100 % and it is well kept in the whole range of investigated beams. For metal waveguides growth of a degree of polarization of output radiation with increasing of the excitating beams radius and with decreasing of the waveguide radius is characteristic.

III.  Conclusion

In conclusion, conditions of optimum excitation of waveguides, minimal depolarization of an initial beam are found, and recommendations are produced to use the given wave-guides in SMM transmission lines.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты