Μονάδα:
Τμήμα ΦυσικήςΒιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2020-06-15
Συγγραφέας:
Πεπόνης Δημήτριος
Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Ηλίας Γλύτσης, Καθηγητής, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, ΕΜΠ
Νικόλαος Κανταρτζής, Καθηγητής, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, ΑΠΘ
Ιωάννης Κομίνης, Επίκουρος Καθηγητής, Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, ΕΜΠ
Έκτωρ‐Εμμανουήλ Νισταζάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Ιωάννης Γ. Τίγκελης, Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Εμμανουήλ Τσίλης, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Δημήτριος Φραντζεσκάκης, Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μελέτη φαινομένων αλληλεπίδρασης ηλεκτρονικής δέσμης και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε σύνθετες διατάξεις κυματοδηγών
Γλώσσες διατριβής:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μελέτη φαινομένων αλληλεπίδρασης ηλεκτρονικής δέσμης και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε σύνθετες διατάξεις κυματοδηγών
Περίληψη:
Στην παρούσα διατριβή μελετάται το πρόβλημα της αλληλεπίδρασης μεταξύ της
ηλεκτρονικής δέσμης και των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε σύνθετες διατάξεις
κυματοδηγών, με εφαρμογές σε λυχνίες παραγωγής μικροκυματικής και
χιλιοστομετρικής ακτινοβολίας. Η μελέτη του φυσικού προβλήματος γίνεται με χρήση
των εξισώσεων Maxwell σε διαφορική μορφή, ώστε να μπορούν να εισάγονται και οι
κατάλληλες συνοριακές συνθήκες στα όρια της διάταξης. Επειδή η γεωμετρία της
διάταξης μπορεί να είναι πολύπλοκη, η επίλυση του προβλήματος απαιτεί κατάλληλο
αριθμητικό κώδικα, ο οποίος εκτός των εξισώσεων Maxwell θα επιλύει με αυτοσυνεπή
τρόπο και τις εξισώσεις κίνησης της ηλεκτρονικής δέσμης. Ο κώδικας αυτός εφαρμόζει
τη μέθοδο FDTD για την επίλυση του ηλεκτρομαγνητικού προβλήματος σε κυλινδρικές
συντεταγμένες και τη μέθοδο PIC για το πρόβλημα της αλληλεπίδρασης δέσμης-
κυμάτων. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη διατάξεων κυλινδρικών
κυματοδηγών χωρίς την παρουσία ηλεκτρονικής δέσμης (πρόβλημα ψυχρής διάταξης)
και στη συνέχεια μελετήθηκαν διατάξεις και με την παρουσία δέσμης (πρόβλημα
θερμής διάταξης). Στις διατάξεις αυτές περιλαμβάνονται κυματοδηγοί με περιοδική
αξονική επιφανειακή αυλάκωση (με ή χωρίς διηλεκτρικό υλικό) καθώς και
κυματοδηγοί με περιοδική αζιμουθιακή επιφανειακή αυλάκωση. Για τις διατάξεις
αυτές υπολογίστηκαν αρχικά οι πεδιακές κατανομές και στη συνέχεια από αυτές
βρέθηκαν τα χαρακτηριστικά διάδοσης των διαφόρων ρυθμών καθώς και οι
παράμετροι σκέδασης. Επιπλέον, για την περίπτωση του λείου κυματοδηγού καθώς
και αυτού με αξονική αυλάκωση, υπολογίστηκαν οι πεδιακές κατανομές και τα
χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων με την
ηλεκτρονική δέσμη, ενώ έγιναν και παραμετρικές μελέτες για την επίδραση των
χαρακτηριστικών της διάταξης και της ηλεκτρονικής δέσμης στην αλληλεπίδραση
αυτή. Τα αριθμητικά αποτελέσματα εμφανίζουν ικανοποιητική συμφωνία με τα
αντίστοιχα θεωρητικά καθώς και με τα αποτελέσματα από άλλους αριθμητικούς
κώδικες και εμπορικά εργαλεία.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Εφαρμοσμένος ηλεκτρομαγνητισμός, μέθοδος πεπερασμένων διαφορών στο πεδίο του χρόνου, τέλεια προσαρμοσμένο στρώμα, μέθοδος PIC, σύνθετες διατάξεις κυματοδηγών, αλληλεπίδραση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με ηλεκτρονική δέσμη
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
135
