CN104037594B - 一种产生0.1t‑1t太赫兹连续波的装置及产生方法 - Google Patents

一种产生0.1t‑1t太赫兹连续波的装置及产生方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104037594B
CN104037594B CN201310504041.XA CN201310504041A CN104037594B CN 104037594 B CN104037594 B CN 104037594B CN 201310504041 A CN201310504041 A CN 201310504041A CN 104037594 B CN104037594 B CN 104037594B
Authority
CN
China
Prior art keywords
continuous wave
conductive mesh
ferromagnetic metal
layer
thz
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310504041.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104037594A (zh
Inventor
朱永强
全锋
黄石
殷业
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Guhuang Particle Flow Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Guhuang Particle Flow Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Guhuang Particle Flow Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Guhuang Particle Flow Technology Co Ltd
Priority to CN201310504041.XA priority Critical patent/CN104037594B/zh
Publication of CN104037594A publication Critical patent/CN104037594A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104037594B publication Critical patent/CN104037594B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Abstract

一种产生0.1T‑1T太赫兹连续波的装置及产生方法，产生0.1T‑1T太赫兹连续波的装置包括微波发生器1，一级变换器2，内反射器3，二级变换器4和太赫兹连续波压缩腔5。0.1T‑1T太赫兹连续波的产生方法为：开启微波发生器1后，微波在一级变换器2金属编织导电网表面产生感应电流，感应电流在经过金属编织导电网的每个交叉点会有一瞬间的凸起和下凹运动，这一运动过程中发射一个至无数个太赫兹连续波的光子，内反射器3的作用是通过反射把末转换的微波送回一级变换器2继续进行转换，二级变换器4的作用是将跑出内反射器3的残留微波及其他形式的电磁波进一步转换成太赫兹连续波，太赫兹连续波压缩腔5的作用是约束太赫兹连续波在一个腔体内达到最大浓度和通过可开启门向外输出。

Description

一种产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置及产生方法
技术领域
本发明涉及0.1T-1T太赫兹连续波功率发生器的新技术，具体指一种新的太赫兹连续波产生方法。
背景技术
0.1T-1T太赫兹连续波在生物，农业，医学，物理等领域都有着广泛的应用，但是目前没有功率大，价格底的产生装置，目前有的多数是频率单一的脉冲式太赫兹功率发生器，功率小而且价格昂贵，如以下几种方法：
通过超短脉冲强激光聚焦，打在平行导电板的间隙中使空气电离，并且使离子电苘和电子电荷形成巨大密度差，产生电磁瞬变从而幅射出太赫兹波，频率约数T，平均功率约微瓦。
通过加热带有微孔结构和一定离子导电性质的陨石，沸石，红外线会激发一些微孔形成电磁振荡而幅射出0.1T-1T的连续太赫兹波，但功率很小。
通过电磁感应加速器加速自由电子到一定高能量，进入电磁振荡腔产生稳态电磁振荡，并发射出单一频率的太赫兹波脉冲，脉冲功率为数瓦，平均功率约亳瓦。
发明内容
本发明的目的在于提出一种产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置及产生方法，包括微波发生器1，一级变换器2，内反射器3，二级变换器4和太赫兹连续波约束腔5。
所述微波发生器1可产生频率为数百MHz和数GHz，功率为数百 W至数十KW的微波。
所述一级变换器2由数层至数十层非铁磁性金属编织导电网组成，其一侧为输入端，紧靠微波发生器1的微波发射口，另一侧为输出端，开放于所述约束腔5内，其作用是将微波转换成太赫兹连续波。
所述内反射器3由3毫米至数毫米厚绝缘介质贴近包住一级变换器2，其作用是通过反射把未转换的微波送回一级变换器2继续进行转换。
所述二级变换器4由一层至数层非铁磁性金属编织导电网组成，其作用是将跑出内反射器3的残留微波和其它形式的电磁波进一步转换成太赫兹连续波。
所述太赫兹连续波约束腔5为外壳为铁磁材料制成的封闭腔体，其作用是约束太赫兹连续波在一个封闭腔体内。
微波发生器产生的微波通过非铁磁性金属编织导电网变换器后变换成0.1T-1T太赫兹连续波，下面有一个初步的计算：假设2.45G微波在非铁磁性金属编织导电网2.5厘米范围内产生表面(XY平面)感应电流密度j，在一个周期内它一共走了2.5厘米乘2等于5厘米，对100目编织导体网而言，每个网孔约0.17mm，即在网眼的节点的Z方向上会有一个凹凸，若在一个周期中表面电流j一共走过多少的凹凸？即5厘米除以0.017厘米等于294，这时表面电流在每一个凹凸运动过程中发出太赫兹波的频率为2.45G乘以294等于720G即0.72T(这里2.45G的微波的波长约是10厘米，它的感应电流j在编织导体网表面一个周期走的距离约是波长一半即5厘米)。
因为编织导体网上表面感应电流密度j受周围环境方向的影响，在一个周期内它经过的范围是不确定的，因此，变换器发出太赫兹波的频率在某个范围中是连续变化的。
本发明的一种产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置及产生方法，其工艺是：
开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，即可直接输出0.1T-1T太赫兹连续波。
或打开约束腔5的开启门，放入要处理的样品后再关上约束腔5的开启门，间隙式开启微波发生器1，对样品进行太赫兹波处理。
附图说明
现结合一实施例及其附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的一种产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置及产生方法的一个实施例的结构示意图，图2是输出被测量的结果：太赫兹波的频率范围(中心频率f＝(波数/cm)乘以(光速))。
实施例1
本发明的一种产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置及产生方法，其一个实施例如1所示，该装置包括微波发生器1，一级反射器2，内反射器3，二级变换器4和太赫兹连续波约束腔5。
所述微波发生器1可产生频率为数百MHz和数GHz，功率为数百W至数十KW的微波。小型装置可采用800W磁控微波管。
所述一级变换器2由数层至数十层非铁磁性金属编织导电网组成，其一侧为输入端，紧靠微波发生器1的微波发射口，另一侧为输出端，开放于所述约束腔5内，所述非铁磁性金属编织导电网由相互平行的2-30层非铁磁性编织导电网组成，非铁磁性金属编织导电网采用网孔在80-150目之间的金属丝编织网，每二层丝网之间相距0.2-3cm，该金属丝网用相同材料支架连接成一个框架，所述框架的四面用所述非铁磁性金属编织导电网包覆，并与所述支架连结，该一级变换器的作用是微波在一级变换器2非铁磁性金属编织导电网表面产生感应电流，感应电流在经过非铁磁性金属编织导电网的每个交叉点上会有一瞬时的凸起和下凹运动，在这一过程中会发射一个至无数个太赫兹连续波的光子。
所述内反射器3的作用是通过反射把未转换的微波送回一级变换器2继续进行转换。
所述二级变换器4的作用是将跑出内反射器3的残留微波和其它形式的电磁波进一步转换成太赫兹连续波。
所述太赫兹连续波约束腔5的作用是约束太赫兹连续波在一个腔体内达到最大的浓度和通过可开启门向外输出。
实施例2
开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，即可直接输出太赫兹连续波，经过2cm厚的水衰减后直接进入远红外光谱分析仪进行测定，得出频率约在300G-900G，中心频率在600G(相比较而言，80℃温水所发生的远红外光频率为2400G)，其图谱如图2。
实施例3
开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，放入烧杯，在烧杯内有200ml水，再关上约束腔的开启门，工作一个周期(工作30秒，休息30秒……一共6次)，测出水温上升约5℃。
开启微波发生器1，打开约束腔5的开启门，放入圆柱形腔体，该腔体上下、四周都包围了平面磁性铁网孔(φ2mm左右)，不让微波进入，同时只允许太赫兹波进入，在圆柱形腔体内再放入盛有200ml水的烧杯，再关上约束腔的开启门，工作一个周期(工作30秒，休息30秒……一共6次)，测出水温上升约1℃。
由此可知，本发明的一种产生太赫磁连续波的装置所产生的太赫兹连续波约占总输出能量的10％左右。
实施例4
太赫兹波对灵芝等菌类生长的影响
太赫兹波称为THz射线，是频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，介于微波与红外之间。由于生物大分子的振动和转动频率均在太赫兹波段，因此太赫兹波在优良粮食种子、菌种的选择等方面效果显著。
实验方法：灵芝、黑木耳和猴头菇三个品种各选一袋，共3袋接受THz照射，每次照射30秒再休息30秒为一个周期，共6个周期，每次照射升温不超过30℃，照射后放在室内室温环境生长。另外3袋不作处理为对照组，也放在室内室温环境生长。
实验结果一：
结论：THZ照射后，各菌类的菌丝生长速度均有不同程度地提高。
实验结果二：
有效成分 THZ照射 对照品 增加量
灵芝多糖 18.40％ 16.64％ 1.76％
三萜类 1.37％ 1.28％ 0.09％
结论：THZ照射后，灵芝菌丝中多糖及三萜含量均有提高，但提高幅度不大，可能是THZ照射的量还不够所致。
注：实验结果二，由“农业部食用菌产品质量监督检验测试中心(上海)”检出。

Claims (4)

1.一种产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置包括：微波发生器(1)，一级变换器(2)，内反射器(3)，二级变换器(4)和太赫兹连续波约束腔(5)，所述微波发生器(1)可产生频率为数百MHz和数GHz，所述约束腔(5)为外壳由铁磁材料制成的带有可开启门的封闭腔体，在该腔体内设有一个一级变换器(2)，一个内反射器(3)和一个二级变换器(4)，约束腔(5)的作用是将太赫兹连续波约束并防止外泄；
装置中有一将微波变换为0.1T-1T太赫兹连续波的一级变换器(2)，该一级变换器(2)由数层至数十层非铁磁性金属编织导电网组成，其一侧为输入端，紧靠微波发生器(1)的微波发射口，另一侧为输出端，开放于所述约束腔(5)内；
所述非铁磁性金属编织导电网用相同材料支架连结成一框架，所述框架的四面用所述非铁磁性金属编织导电网包覆并与所述支架连接；
装置中有一内反射器(3)由3毫米至数毫米厚的绝缘介质贴近包住一级变换器(2)；
装置中有二级变换器(4)，该二级变换器(4)由一层至数层非铁磁性金属编织导电网组成，其每层非铁磁性金属编织导电网的一侧有一层1毫米至数毫米厚的绝缘体介质，再绝缘地贴住约束腔(5)的内壁。
2.根据权利要求1所述的产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置，其特征是：所述一级变换器(2)的非铁磁性金属编织导电网由相互平行的2-30层非铁磁性金属编织导电网组成。
3.根据权利要求1或2所述的产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置，其特征是：所述非铁磁性金属编织导电网为网孔在80-150目之间的金属丝网，每二层网之间相距0.2-3.0cm。
4.根据权利要求1所述的产生0.1T-1T太赫兹连续波的装置，其特征是：所述二级变换器(4)由一层至数层非铁磁性金属编织导电网组成，它们相互平行，并且层和层之间都有一层1毫米至数毫米厚的绝缘介质，最外层的非铁磁性金属编织导电网裸露在约束腔(5)中。
CN201310504041.XA 2013-10-23 2013-10-23 一种产生0.1t‑1t太赫兹连续波的装置及产生方法 Active CN104037594B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310504041.XA CN104037594B (zh) 2013-10-23 2013-10-23 一种产生0.1t‑1t太赫兹连续波的装置及产生方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310504041.XA CN104037594B (zh) 2013-10-23 2013-10-23 一种产生0.1t‑1t太赫兹连续波的装置及产生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104037594A CN104037594A (zh) 2014-09-10
CN104037594B true CN104037594B (zh) 2017-02-15

Family

ID=51468268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310504041.XA Active CN104037594B (zh) 2013-10-23 2013-10-23 一种产生0.1t‑1t太赫兹连续波的装置及产生方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104037594B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107982643A (zh) * 2018-01-31 2018-05-04 上海鸿余环保科技有限公司 立式太赫兹波物理康复治疗仪

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6909104B1 (en) * 1999-05-25 2005-06-21 Nawotec Gmbh Miniaturized terahertz radiation source
CN101032652A (zh) * 2007-04-12 2007-09-12 复旦大学 粉碎电磁波治疗仪
CN101364517A (zh) * 2007-08-09 2009-02-11 李德杰 一种太赫兹波辐射源
CN101438677A (zh) * 2007-11-20 2009-05-27 张柏洲 一种种子处理装置及种子处理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6909104B1 (en) * 1999-05-25 2005-06-21 Nawotec Gmbh Miniaturized terahertz radiation source
CN101032652A (zh) * 2007-04-12 2007-09-12 复旦大学 粉碎电磁波治疗仪
CN101364517A (zh) * 2007-08-09 2009-02-11 李德杰 一种太赫兹波辐射源
CN101438677A (zh) * 2007-11-20 2009-05-27 张柏洲 一种种子处理装置及种子处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Generation of ultrafast terahertz radiation pulses on metallic nanostructured surfaces;Gregor H. Welsh等;《Optics Express》;20090205;第17卷(第4期);第2470~2480页 *
太赫兹波的产生、传播和探测;李玉林;《现代物理知识》;20060313;第18卷(第3期);第29~30页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104037594A (zh) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kritikos et al. The distribution of heating potential inside lossy spheres
CN104037594B (zh) 一种产生0.1t‑1t太赫兹连续波的装置及产生方法
CN106058618A (zh) 一种多模式同时相干激发的太赫兹辐射源
Cheng et al. Direct finite-difference analysis of the electromagnetic-wave propagation in inhomogeneous plasma
He et al. Design of a dual-frequency high-power microwave generator
CN109068623A (zh) 用于对农业土壤消毒的***
Zhu et al. Study on electromagnetic shielding efficacy of knitting clothing
CN201185408Y (zh) 一种高频热合机机头辐射骚扰抑制电路的改进
Funawatashi et al. Numerical analysis of microwave heating of a dielectric
CN104969998B (zh) 一种烟草灭虫设备
CN106783476A (zh) 一种双频径向连续波太赫兹斜注管
CN105140087A (zh) 一种c波段低压超辐射产生装置
Razib et al. Microwave ablation technique (MWA) for cancer treatment: Simulation of single Slot MCA for different slot position
Yu et al. Electronic-spintronic terahertz emitter
Ongena et al. Preparing the ICRH system for the Wendelstein 7-X stellarator
Padhi et al. On the accurate modeling of a complex antenna for breast tumor detection using a hybrid MOM/FDTD approach
Subotic et al. Design and modelling of an enclosed array of square spiral antennas for microwave tomography
Bogdanov et al. Hybridization of Mitzner approach for adaptive EM treating of combined geometries including arbitrary shape thin 3D material sheets
Duanmu et al. Numerical Simulation of Dual-Channel Communication of Column Plasma Antenna Excited by a Surface Wave
Yang et al. Terahertz Cherenkov radiation induced by a self-modulated electron beam in plasma wakefield
Bogdanov et al. Application of Mitzner impedance boundary conditions for thin sheets to EM/EMI analysis of open 3D geometries
Zarei et al. Beam dynamics studies of an accelerating tube for 6 MeV electron Linac
Zhang et al. Augmentation of PMCHWT equations for low-frequency modeling of dielectric objects
CN201742593U (zh) 具有超颖结构材料的微波加热装置
Cong et al. Cross-polarization Amplitude Modulator Based on THz Dynamic Metasurface

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant