用于轴子搜寻的带光子晶体结构腔体的研制
高能物理 - 实验
2021-06-23 v3
摘要
为搜寻轴子，研制了两种不同尺寸的带光子晶体结构的腔体。腔体中利用了光子晶体的色散关系，故命名为“DRiPC 腔”。较小腔体尺寸为 100 mm × 100 mm × 10 mm，其中以 20 mm 间隔以 4×4 网格排布 16 根直径为 4 mm 的圆柱形金属柱。本研究改变小尺寸腔体中 x 方向的栅格间隔 Lx，以考察各 Lx 下的谐振频率、Q 值及电场分布。将最低三个频率与有限元法模拟结果比较，发现二者极为吻合。最低频率模式可从 5.10 GHz（Lx = 25.0 mm）调谐至 6.72 GHz（13.9 mm），在 Lx = 20 mm 时以 5.87 GHz 为中心。此宽范围可调性达 27.7%，适于以适中 Q 值进行搜寻。通过珠拉法考察电场分布，Lx = 16.0–25.0 mm 时的最低频率模式为 TM010 类。在具有相同光子晶体结构的较大尺寸腔体（180 mm × 180 mm × 20 mm × 2）中也获得了该模式。这些结果使我们得出结论：DRiPC 腔具备面向未来轴子搜寻实验的优良特性。
引用
@article{arxiv.2103.00101,
title = {Development of a cavity with photonic crystal structure for axion searches},
author = {Y. Kishimoto and Y. Suzuki and I. Ogawa and Y. Mori and M. Yamashita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00101},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 9 figures, 3 tables