預(yù)調(diào)制電子注Smith-Purcell相干太赫茲輻射研究.pdf

1、太赫茲（THz波）是指頻率處于0.1THz~10THz之間的電磁波。由于其所處波普位置的特殊性，使得太赫茲科學(xué)技術(shù)在多個領(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用前景，而在太赫茲科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域中太赫茲輻射源是一項最為核心的關(guān)鍵技術(shù)，而真空電子學(xué)太赫茲源作為一種有效的輻射源一直以來對太赫茲發(fā)展起到了極大的推動作用。基于 Smith-Purcell輻射原理的太赫茲輻射源器件，由于可以高次諧波工作因此能有效降低起振電流密度，近年來成為了國內(nèi)外太赫茲源研究的一個

2、熱點。
　　基于此，本論文開展了預(yù)調(diào)制電子注相干 Smith-Purcell太赫茲輻射的研究，主要工作如下：
　　1)利用場匹配的方法推導(dǎo)出雙光柵結(jié)構(gòu)以及孔陣列結(jié)構(gòu)的熱腔的色散方程，并利用數(shù)值分析的方法計算了其色散曲線以及增長率，討論了結(jié)構(gòu)參數(shù)對周期陣列結(jié)構(gòu)色散特性的影響以及互作用的物理過程。
　　2)研究了一種以雙光柵為電子預(yù)調(diào)制結(jié)構(gòu)結(jié)合周期孔陣列的Smith-Purcell超輻射太赫茲源結(jié)構(gòu)。利用粒子模擬的方法研究

3、了其群聚特性以及輻射特性。研究表明：由于雙光柵表面慢波與連續(xù)電子注相互作用，使得連續(xù)電子注受到調(diào)制，并群聚成周期電子團，其基波頻率為0.31THz。當(dāng)被調(diào)制過的群聚周期電子團經(jīng)過周期孔陣列時，在滿足Smith-Purcell超輻射條件時，太赫茲輻射將被激發(fā)。根據(jù)此，本論文研究了頻率為0.62THz的二次諧超輻射太赫茲源。研究發(fā)現(xiàn)，模擬結(jié)果與理論分析有著很好的吻合度。在此基礎(chǔ)上，我們又研究了一種預(yù)調(diào)制雙電子注結(jié)構(gòu)，目的是通過孔陣列的耦合作