回旋管振蕩器（上海泰斯特儀器有限公司）能夠提供足夠的功率可應用于受控核聚變、拒止武器系統(tǒng)、材料處理和等離子體診斷。特別是國際熱核反應堆計劃（ITER，International Thermonuclear Experimental Reactor）的推動下，回旋管器件正向高頻率、兆瓦級功率功率發(fā)展。選擇高階模的工作一方面提高了功率容量，然而另一方面模式密度增加帶來了更強的模式竟爭，大大地降低效率。同軸腔回旋管與傳統(tǒng)回旋管相比擁有明顯的優(yōu)勢。一是內(nèi)導體的存在降低了競爭模式的Q值，增大了競爭模式的起振電流，從而有效地抑制了模式競爭； 二是因為同軸回旋管的內(nèi)導體固定在運動電子注附近, 所以能夠更好地解決回旋管的電子注電壓下降和限制電流問題  .

同軸腔回旋管按內(nèi)導體結構可以分為兩類，一是光滑同同軸腔回旋管，即內(nèi)導體為光滑圓臺或圓錐；二是內(nèi)刻槽同軸腔回旋管，即內(nèi)導體上刻有角向周期性變化的縱向凹槽。內(nèi)刻槽同軸腔因為抑制模式競爭的能力更強而成為現(xiàn)在的一個研究熱點。德國卡爾斯魯爾研究中心 FZK 研究組首先研制了輸出功率為1.5 MW, 頻率為165 GHz的內(nèi)刻槽同軸回旋管, 后來又成功研制了輸出功率為 2 MW, 頻率為 170 GHz 的內(nèi)刻槽同軸回旋管，現(xiàn)在正在研究輸出功率為 4MW，頻率為170GHz 的雙窗輸出的內(nèi)開槽同軸回旋管 。而國內(nèi)關于同軸回旋管器件的研究還處在起步階段,關于這方面的研究成果的報道比較少。雖然內(nèi)刻槽同軸腔的優(yōu)勢比較明顯，但它也存在很嚴重的問題。首先，內(nèi)刻槽同軸腔的理論不夠精確，做了很多簡化近似；其次，內(nèi)刻槽同軸腔對加工工藝的精度要求高。因此，本文研究限于理論精確、便于加工裝配的光滑同軸腔回旋振蕩器。