CN212783746U - 一种微波腔体组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种微波腔体组件，涉及光纤预制棒加工技术领域，该微波腔体组件用于加工石英反应管，石英反应管内设有等离子体负载，微波腔体组件包括：谐振腔壳体，开设有圆柱形谐振腔，谐振腔壳体底部开设有波导入口；耦合装置，其包括具有第一耦合孔的耦合波导和具有第二耦合孔的立柱波导，耦合波导一端与波导入口连通，另一端与立柱波导连通；第一耦合孔的尺寸被配置为使负载反射系数S₁₁持续保持不大于第一阈值。本申请，随着石英反应管的管壁厚度增加，等离子体负载变化对微波能量耦合的影响较小，负载反射系数S₁₁仍维持在较低的水平，以减少微波能量的损耗，提高沉积质量。

Description

一种微波腔体组件

技术领域

本申请涉及光纤预制棒加工技术领域，特别涉及一种微波腔体组件。

背景技术

PCVD(Microwave Activated Plasma Chemical Vapor Deposition，微波激活等离子体化学气相沉积)工艺是制备光纤预制棒芯棒的主要工艺之一。微波等离子体具有能量大、活性强、激发的等离子体密度高、工作稳定、无电极污染等优点，非常适合光纤预制棒的沉积。

在低压状态，及高频率的微波的作用下，进入反应管的原料气体 (主要为SiCl₄，GeCl₄，POCl₃，O₂以及C₂F₆等)部分被电离成活化的等离子体状态，这些活性离子能快速地发生反应，反应产物以玻璃态沉积在管壁内表面上。由于微波谐振腔可快速移动，使单层的沉积厚度较薄，易于制造精细而复杂的折射率剖面。因此，用于激发等离子体化学气相沉积的微波谐振腔是PCVD沉积机床的核心设备。

相关技术中，用于光纤预制棒制造的微波谐振腔主要有同轴型和圆柱型两种，其中同轴型微波谐振腔适于加工外径相对较小的石英管，圆柱型微波谐振腔适于加工外径相对较大的石英管。

但是，同轴型微波谐振腔由于存在结构限制，即R+r＝λ_min/π(r为同轴腔内导体半径，R为同轴腔半径，λ_min为工作频带内的最短波长)，因此，不适合制造大直径的光纤预制棒。另外，在输入高功率微波时，腔体及同轴线波导容易发热，严重时可能会导致微波腔体或同轴线波导烧毁。

而对于圆柱型微波谐振腔，由于在PCVD沉积过程中，玻璃化后的掺杂SiO₂以熔融玻璃态沉积在石英反应管的内壁，管壁厚度逐步增加，反应管内径在不断变小，等离子体密度及形态发生改变，导致微波腔体的负载发生变化，因此存在微波与等离子体负载无法匹配的情况，微波系统的电压驻波比(VSWR)增加，负载反射系数S₁₁会增加至0.4～0.85之间，使大部分微波能量反射回微波源(微波发生器)端，造成微波源工作不稳定，同时导致负载接受到的微波能量过低，PCVD 沉积质量差，粉尘多等问题，严重时还会导致调节微波反射的微波匹配元件或微波腔体打火烧毁。

实用新型内容

本申请实施例提供一种微波腔体组件，以解决相关技术中谐振腔中负载反射系数S₁₁随石英反应管壁厚度增加而增大，造成微波能量损耗的问题。

一种微波腔体组件，用于加工石英反应管，上述石英反应管内设有等离子体负载，上述微波腔体组件包括：

谐振腔壳体，其开设有圆柱形谐振腔，上述谐振腔壳体底部开设有一波导入口；

耦合装置，其包括具有第一耦合孔的耦合波导和具有第二耦合孔的立柱波导，上述耦合波导一端与上述波导入口连通，另一端与上述立柱波导连通，且上述立柱波导位于耦合波导下方；

上述第一耦合孔的尺寸小于上述第二耦合孔尺寸，且上述第一耦合孔的尺寸被配置为使负载反射系数S₁₁持续保持不大于第一阈值。

一些实施例中，上述第一耦合孔的截面呈矩形，矩形的长边W被配置为：1/4λ<W<1/2λ，矩形的短边Hc被配置为：1/8λ<Hc<1/4λ，λ为微波在真空中的波长。

一些实施例中，上述谐振腔壳体为圆柱型谐振腔壳体，上述耦合波导和立柱波导均为矩形波导；

上述耦合波导平行于谐振腔壳体轴向的两个外侧壁均设有连接凹槽，且每个侧壁均设有两个平行于谐振腔壳体轴向的连接凹槽；

上述谐振腔壳体通过设置于其邻近连接凹槽内的第一螺栓连接上述耦合波导；

上述立柱波导通过设置于其邻近连接凹槽内的第二螺栓连接上述耦合波导。

一些实施例中，上述立柱波导的侧壁内设有第一冷却水道，上述耦合波导的侧壁内设有第二冷却水道，上述谐振腔壳体内设有第三冷却水道；

上述第一冷却水道、第二冷却水道和第三冷却水道形成往复式的冷却水通道，上述冷却水通道的头尾分别与进水口和出水口相连，上述进水口和出水口均设置于上述立柱波导上。

一些实施例中，上述谐振腔壳体两侧的内表面均设有一圈凸台，在上述谐振腔两侧分别形成一个截止波导，上述截止波导的内孔孔径小于上述谐振腔内径。

一些实施例中，每个上述截止波导远离上述谐振腔壳体的一侧还连接有延长波导，上述延长波导沿上述谐振腔轴向开设有同轴线的通孔，且上述通孔的孔径与截止波导的内孔的孔径相同。

一些实施例中，上述延长波导与截止波导之间形成有扼流结构。

一些实施例中，上述扼流结构包括环形的扼流槽，上述扼流槽设置于上述延长波导的内周壁，且扼流槽的深度c满足1/20λ<c<1/10λ，λ为微波在真空中的波长。

一些实施例中，上述延长波导为端盖结构，其包括端盖体、以及设置在上述端盖体两侧的呈圆环状的第一筒体和第二筒体，上述第一筒体通过紧固件固定于上述谐振腔壳体，且上述第一筒体的内径大于第二筒体。

一些实施例中，上述截止波导的轴向长度L1满足1/4λ<L1<λ，截止波导的内孔孔径d满足0.08λ<d<0.61λ；

上述延长波导的轴向长度L2满足1/4λ<L2<λ，以上述谐振腔的半径与上述通孔半径的差值作为上述延长波导的深度h1，满足1/8λ< h1<1/2λ。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种微波腔体组件，谐振腔壳体底部开设有一波导入口，并通过该波导入口依次与耦合装置的耦合波导和立柱波导连接，谐振腔通过耦合装置将微波能量耦合到石英反应管及等离子体负载，由于耦合波导的第一耦合孔的尺寸小于立柱波导的第二耦合孔尺寸，且第一耦合孔的尺寸被配置为使负载反射系数S₁₁持续保持小于或等于第一阈值，因此，在PCVD沉积过程中，随着石英反应管的管壁厚度增加，等离子体负载变化对微波能量耦合的影响较小，负载反射系数S₁₁仍维持在较低的水平，以减少微波能量的损耗，提高沉积质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的微波腔体组件的结构示意图；

图2为图1的第一剖面示意图；

图3为图1的第二剖面示意图；

图4为图2未安装石英反应管的示意图；

图5为本申请实施例提供的延长波导的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的负载反射系数S₁₁随石英反应管的管壁厚度变化的示意图。

附图标记：

1-谐振腔壳体，10-谐振腔，11-波导入口，12-凸台；

2-耦合波导，20-连接凹槽，21-第三侧壁，22-第四侧壁，23-第五侧壁，24-第六侧壁；

3-立柱波导，31-进水口，32-出水口，33-第一侧壁，34-第二侧壁；

4-延长波导，40-扼流槽，41-端盖体，42-第一筒体，43-第二筒体；

5-石英反应管；

6-等离子体负载；

7-第二冷却水道；

8-连接管段。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种用于PCVD光纤预制棒沉积机床的微波腔体组件，用于加工石英反应管5，该石英反应管5内设有等离子体负载6，其能解决现有微波谐振腔中负载反射系数S₁₁随石英反应管壁厚度增加而增大，造成微波能量损耗的问题。

如图1所示，本申请实施例的微波腔体组件包括谐振腔壳体1和耦合装置，耦合装置包括具有第一耦合孔的耦合波导2和具有第二耦合孔的立柱波导3。

如图2所示，谐振腔壳体1开设有圆柱形谐振腔10，上述谐振腔壳体1底部开设有一波导入口11。石英反应管5穿设于谐振腔壳体1，且两端均穿出谐振腔壳体1。

上述耦合波导2一端与上述波导入口11连通，且支撑上述谐振腔壳体1，耦合波导2的另一端与上述立柱波导3连通，且该立柱波导3 位于耦合波导2的下方。

上述第一耦合孔的尺寸小于第二耦合孔尺寸，且上述第一耦合孔与第二耦合孔的中心线在同一直线上。上述第一耦合孔的尺寸被配置为使负载反射系数S₁₁持续保持小于或等于第一阈值。本实施例中，第一阈值的范围为0.1-0.2。微波电压驻波比(VSWR)与负载反射系数 S₁₁可相互换算得到，当负载反射系数S₁₁低于0.2时，对应的微波电压驻波比(VSWR)低于1.5。

本实施例中，立柱波导3远离耦合波导2的一端连接微波源，微波源的微波能量从立柱波导3下方进入后，通过立柱波导3和耦合波导2后进入圆柱形谐振腔10。第一耦合孔的截面尺寸及长度对负载反射系数S₁₁的影响较大，即对微波电压驻波比的影响较大，通过仿真或试验，可以得到满足负载反射系数S₁₁小于第一阈值时的耦合波导2的截面尺寸及长度范围。

本申请实施例的微波腔体组件，谐振腔壳体1底部开设有一波导入口11，并通过该波导入口11依次与耦合装置的耦合波导2和立柱波导3连接，谐振腔10通过耦合装置将微波源的微波能量耦合到石英反应管及等离子体负载，由于耦合波导2的第一耦合孔的尺寸小于立柱波导3的第二耦合孔尺寸，且第一耦合孔的尺寸被配置为使负载反射系数S₁₁持续保持小于或等于第一阈值，因此，在PCVD沉积过程中，随着石英反应管的管壁厚度增加，等离子体负载变化对微波能量耦合的影响较小，微波电压驻波比或负载反射系数S₁₁仍维持在较低的水平，以减少微波能量的损耗，提高沉积质量。

如图3和图4所示，进一步地，上述第一耦合孔的截面呈矩形，矩形的长边W被配置为：1/4λ<W<1/2λ，矩形的短边Hc被配置为： 1/8λ<Hc<1/4λ，λ为微波在真空中的波长。

以耦合波导2的长度与谐振腔10的内半径之和为Lc。Lc满足： 1/2λ<Lc<2λ。

本实施例中，立柱波导3的第二耦合孔满足单模传输条件即可。第二耦合孔的截面呈矩形，矩形的长边a满足：1/2λ<a<λ，矩形的短边 b满足：b<1/2λ。

本实施例中，对于2450MHz波段，立柱波导3可选用WR430(BJ22) 波导(109.22×54.61mm)或WR340(BJ26)波导(86.36×43.18mm)。

本实施例中，谐振腔壳体1为圆柱型谐振腔壳体，且谐振腔壳体1 的轴线与谐振腔10轴线在同一直线上。耦合波导2和立柱波导3均为矩形波导。

耦合波导2的平行于谐振腔壳体1轴向的两个外侧壁上均设有连接凹槽20，且每个侧壁均设有两个相互平行的连接凹槽20，且连接凹槽20的长度方向平行于谐振腔壳体1的轴向。

上述谐振腔壳体1通过设置于其邻近连接凹槽20内的第一螺栓连接上述耦合波导2。上述立柱波导3通过设置于其邻近连接凹槽20内的第二螺栓连接上述耦合波导2。

为了便于区分，以靠近谐振腔壳体1的连接凹槽20为第一凹槽，以靠近立柱波导3的连接凹槽20为第二凹槽。

上述第一凹槽的上侧壁开设有第一安装孔，谐振腔壳体1位于波导入口11的外圈对应设有第一螺孔，通过第一螺栓穿过第一安装孔与第一螺孔螺纹连接，将耦合波导2螺接固定在谐振腔壳体1上。

上述第二凹槽的下侧壁开设有第二安装孔，立柱波导3端部对应设有第二螺孔，通过第二螺栓穿过第二安装孔与第二螺孔螺纹连接，将耦合波导2与立柱波导3螺接固定。

本实施例中，谐振腔壳体1两侧的内表面均设有一圈凸台12，在上述谐振腔10的两侧分别形成一个圆柱形的截止波导，因此，上述截止波导的内孔孔径小于上述谐振腔10的内径。该谐振腔壳体1不仅结构简单，且便于加工。

优选地，上述立柱波导3的侧壁内布置有第一冷却水道，上述耦合波导2的侧壁内布置有第二冷却水道7，上述谐振腔壳体1内布置有第三冷却水道。

上述第一冷却水道、第二冷却水道7和第三冷却水道形成往复式的冷却水通道，上述冷却水通道的头尾分别与进水口和出水口相连，上述进水口和出水口均设置于上述立柱波导3上。通过该冷却水通道可减少谐振腔10、耦合博导2以及立柱波导3在高温下的尺寸变形，增加谐振腔10的稳定性。

可选地，冷却水的进水压力为2～6Bar，总进水流量为5～30L/min，进水温度为15～35℃。

可选地，立柱波导3垂直于谐振腔壳体1轴向的两个侧壁分别为第一侧壁33和第二侧壁34，第一冷却水道包括第一管段、第二管段、第三管段和第四管段。第一侧壁33内布置有第一管段和第二管段，第一管段连通进水口31，第二侧壁34内布置有第三管段和第四管段，第四管段连通出水口32。第二管段和第三管段之间通过位于立柱波导3 外侧的连接管段8连通。在其他实施例中，第二管段和第三管段之间还可通过立柱波导3侧壁内的冷却水管连接。

上述耦合波导2的四个侧壁依次为第三侧壁21、第四侧壁22、第五侧壁23和第六侧壁24，第三侧壁21与第一侧壁33位于同一平面，第五侧壁23与第二侧壁34位于同一平面。第二冷却水道7包括第五管段、第六管段、第七管段和第八管段。

其中，第三侧壁21内布置有第五管段，第四侧壁22内布置有第六管段，第五侧壁23内布置有第七管段，第六侧壁24内布置有第八管段。

第三冷却水道包括第九管段和第十管段。谐振腔壳体1位于第一侧壁的一侧布置有第九管段，谐振腔壳体1位于第三侧壁的一侧布置有第十管段。

可选地，冷却水从进水口31进入第一侧壁33内的第一管段，依次流经第四侧壁22内的第四管段、谐振腔壳体1内的第九管段、第三侧壁21的第五管段、第一侧壁33内的第二管段，进入连接管段8，然后从连接管段8进入第二侧壁34内的第三管段，再依次经过第六侧壁 24内的第八管段、谐振腔壳体1内的第十管段、第五侧壁23内的第七管段，然后经过第二侧壁34内的第四管段从出水口32排出。其中，谐振腔壳体1内的第九管段和第十管段镜像对称布置，耦合波导2内的第六管段和第八管段为朝向相反的U形水管。本实施例的PCVD工艺要求的工作温度范围在600～1200℃之间。

在其他实施例中，冷却水通道的布置和冷却水的流向可根据腔体的实际工作环境进行调整，如与上述流向相反。非PCVD工艺条件时，该腔体在常温下也可工作。

本实施例中，谐振腔10的内径D满足：λ<D<1.25λ，谐振腔10 的轴向长度H满足：1/2λ<H<3/4λ。本实施例中的微波腔体组件的工作频段为2450±50MHz，D为105-140mm，H为61-84mm。

可选地，上述谐振腔壳体1可采用紫铜、黄铜、铝合金或不锈钢材料制成。

进一步地，每个截止波导远离上述谐振腔壳体1的一侧还连接有延长波导4，上述延长波导4沿上述谐振腔10轴向开设有同轴线的通孔，且上述通孔的孔径与截止波导的内孔的孔径相同。

可选地，上述延长波导4可采用紫铜、黄铜、不锈钢或碳化硅材料制成。

优选地，上述延长波导4与上述截止波导之间形成有扼流结构，通过扼流结构可有效降低微波在延长波导4与上述截止波导的连接处泄露。

本实施例中，上述扼流结构包括环形的扼流槽40，上述扼流槽40 设置在延长波导4的内周壁，且扼流槽40的深度c满足1/20λ<c<1/10λ。

如图5所示，上述延长波导4为活动端盖结构，该延长波导4包括端盖体41、以及设置在上述端盖体41两侧的呈圆环状的第一筒体 42和第二筒体43，上述第一筒体42通过紧固件固定在上述谐振腔壳体1的端部，且第一筒体42的内径大于第二筒体43的内径。

其中，端盖体41周向开设有贯穿第一筒体42的连接孔，谐振腔壳体1端部对应设有第三螺孔，通过螺钉穿过连接孔与第三螺孔螺纹连接，即可将延长波导4固定在谐振腔壳体1上。

本实施例中，上述截止波导的轴向长度L1满足1/4λ<L1<λ，以减小泄漏到周围环境的微波能量。为保证需要加工的石英反应管能够从截止波导中间穿过，且两者存在相对运动，需在两者间预留一定的间隙。具体地，石英反应管任一点外壁与截止波导内壁的最小距离不小于3mm。

本实施例中，截止波导的内孔孔径d满足：0.08λ<d<0.61λ。具体地，d为10-75mm。当截止波导的直径大于75mm时，微波能量容易大量泄漏。

上述延长波导4的宽度L2满足1/4λ<L2<λ，以上述谐振腔的半径与上述通孔半径的差值作为上述延长波导4的深度h1，满足1/8λ< h1<1/2λ。

如图6所示，本实施例中，在三维电磁场仿真软件中对设计尺寸的微波腔体组件进行建模，采用耦合波导的方式，仿真在沉积后，随着石英管的管壁变厚，管内径减小，以及等离子体负载的密度、直径和长度的变化下，负载反射系数S₁₁仍能够保持在较低的水平。

本实施例的微波腔体组件，在PCVD沉积过程中，随着石英反应管的管壁厚度增加，等离子体负载变化对微波能量耦合的影响仍较小，微波电压驻波比(VSWR)或负载反射系数S₁₁仍维持在较低的水平，减少了微波能量的损耗，提高了沉积质量；另外，谐振器壳体为整体加工成型，谐振腔内的零部件较少，可提高微波腔体组件的可靠性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种微波腔体组件，用于加工石英反应管(5)，所述石英反应管(5)内设有等离子体负载(6)，其特征在于，所述微波腔体组件包括：

谐振腔壳体(1)，其开设有圆柱形谐振腔(10)，所述谐振腔壳体(1)底部开设有一波导入口(11)；

耦合装置，其包括具有第一耦合孔的耦合波导(2)和具有第二耦合孔的立柱波导(3)，所述耦合波导(2)一端与所述波导入口(11)连通，另一端与所述立柱波导(3)连通，且所述立柱波导(3)位于耦合波导(2)下方；

所述第一耦合孔的尺寸小于所述第二耦合孔尺寸，且所述第一耦合孔的尺寸被配置为使负载反射系数S₁₁持续保持不大于第一阈值。

2.如权利要求1所述的微波腔体组件，其特征在于，所述第一耦合孔的截面呈矩形，矩形的长边W被配置为：1/4λ<W<1/2λ，矩形的短边Hc被配置为：1/8λ<Hc<1/4λ，λ为微波在真空中的波长。

3.如权利要求1所述的微波腔体组件，其特征在于：所述谐振腔壳体(1)为圆柱型谐振腔壳体(1)，所述耦合波导(2)和立柱波导(3)均为矩形波导；

所述耦合波导(2)平行于谐振腔壳体(1)轴向的两个外侧壁均设有连接凹槽(20)，且每个侧壁均设有两个平行于谐振腔壳体(1)轴向的连接凹槽(20)；

所述谐振腔壳体(1)通过设置于其邻近连接凹槽(20)内的第一螺栓连接所述耦合波导(2)；

所述立柱波导(3)通过设置于其邻近连接凹槽(20)内的第二螺栓连接所述耦合波导(2)。

4.如权利要求1所述的微波腔体组件，其特征在于：所述立柱波导(3)的侧壁内设有第一冷却水道，所述耦合波导(2)的侧壁内设有第二冷却水道，所述谐振腔壳体(1)内设有第三冷却水道；

所述第一冷却水道、第二冷却水道和第三冷却水道形成往复式的冷却水通道，所述冷却水通道的头尾分别与进水口和出水口相连，所述进水口和出水口均设置于所述立柱波导(3)上。

5.如权利要求1所述的微波腔体组件，其特征在于：所述谐振腔壳体(1)两侧的内表面均设有一圈凸台(12)，在所述谐振腔(10)两侧分别形成一个截止波导，所述截止波导的内孔孔径小于所述谐振腔(10)内径。

6.如权利要求5所述的微波腔体组件，其特征在于：每个所述截止波导远离所述谐振腔壳体(1)的一侧还连接有延长波导(4)，所述延长波导(4)沿所述谐振腔(10)轴向开设有同轴线的通孔，且所述通孔的孔径与截止波导的内孔的孔径相同。

7.如权利要求6所述的微波腔体组件，其特征在于：所述延长波导(4)与所述截止波导之间形成有扼流结构。

8.如权利要求7所述的微波腔体组件，其特征在于：所述扼流结构包括环形的扼流槽(40)，所述扼流槽(40)设置于所述延长波导(4)的内周壁，且扼流槽(40)的深度c满足1/20λ<c<1/10λ，λ为微波在真空中的波长。

9.如权利要求6所述的微波腔体组件，其特征在于：所述延长波导(4)为端盖结构，其包括端盖体(41)、以及设置在所述端盖体(41)两侧的呈圆环状的第一筒体(42)和第二筒体(43)，所述第一筒体(42)通过紧固件固定于所述谐振腔壳体(1)，且所述第一筒体(42)的内径大于第二筒体(43)。

10.如权利要求6所述的微波腔体组件，其特征在于：

所述截止波导的轴向长度L1满足1/4λ<L1<λ，截止波导的内孔孔径d满足0.08λ<d<0.61λ；

所述延长波导(4)的轴向长度L2满足1/4λ<L2<λ，以所述谐振腔的半径与所述通孔半径的差值作为所述延长波导(4)的深度h1，满足1/8λ<h1<1/2λ。

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