文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
利用特殊三反射镜准光学谐振腔的绕射辐射振荡器的研究
姓名:陈华生
申请学位级别:硕士
专业:等离子体物理
指导教师:刘盛纲
20080501
摘要绕射辐射振荡器是基于斯密斯一帕塞尔效应,采用准光学谐振腔和衍射光栅组成高频互作用系统的一种真空电子器件,该器件中电子束与电磁场的互作用效率比较低,同时其衍射光栅的机械加工制约器件向更短波段发展。因而我们引入特殊三反射镜准光系统,提出采用环状电子注激励轴对称三反射镜、衍射光栅系统产生太赫兹辐射的特殊三反射镜准光学谐振腔的绕射辐射振荡器的研究方案。采用环状电子注比带状电子注稳定性高,便于成型和聚焦;三反射镜准光腔具有特殊的场分布和可靠而简易的能量输出系统,采用三反射镜准光腔能增加电子注与高频场互作用的范围,提高输出效率。论文对衍射光栅及三反射镜准光腔进行了相关理论分析及计算机模拟,在此基础上提出了利用特殊三反射镜准光学谐振腔的绕射辐射振荡器研究模型,并对轴对称的三反射镜准光系统进行了“热坏募扑慊D猓芯勘砻魅瓷渚底光系统可以将某光栅表面波的二次谐波进行谐振放大及输出。论文主要完成了以根据矩形光栅“冷坏纳⒎匠蹋捎檬捣治龅姆椒ㄑ芯抗庹さ牟问陨散特性的影响;采用理论分析及粒子模拟结合的方法对矩形光栅的相干辐射进行了研究,研究表明:当谐波频率与某角度的斯密斯一帕塞尔辐射频率相同时,在该角度附近区域形成相干辐射。对电子束与波的互作用理论进行了分析;根据三反射镜准光腔的选频机制及反馈作用,采用计算机模拟验证三反射镜准光腔对表面波的二次谐波进行谐振放大的可行性。提出了轴对称旋转三反射镜准光腔的绕射辐射振荡器的研究模型,该模型充分利用了三反射镜准光腔的简易而可靠的能量输出系统对功率进行耦合输出。根据该模型对频率为的三反射镜准光腔的绕射辐射振荡器进行了粒子模拟得到功率输出。同时通过三反射镜准光系统可以将史密斯一帕塞尔效应中的超辐射进行定向输出。这种工作在表面波二次谐波下的三反射镜准光学谐振腔的绕射辐射振荡器对发展基于真空电子学的太赫兹辐射源具有一定的参考价值。关键字:太赫兹,三反射镜准光腔,相干辐射,粒子模拟下工作:
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签名:签名:盆盆年兰———~因期:文辍隆稳独创性声明关于论文使用授权的说明本入声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明盘,允许论文被查阅和借阅。本入授权电子科技大学可以将学位论文扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。确的说明并表示谢意。。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或
量第一章绪论研究的背景及意义电磁波具有极其广泛的频谱,其波长范围跨越高达个数量级,其中波长介于一频率范围在,涞牡绱挪ǔ莆太赫兹,波,在无线电领域称为亚毫米波,。从图中可以看出太赫兹波段在电磁波频谱中占有很特殊的位置,其长波段与毫米波相重合,而短波段与红外线相重合;包含着丰富的科学信息,具有很多优越的特性和非常有价值的应用前景及学术研究价值。但由于多种的科学技术原因,特别是太赫兹波源问题未能很好的解决,制约了太赫兹波科学技术的进一步发展。当前太赫兹辐射源主要有半导体辐射源、基于光学和光子学辐射源及真空电子学辐射源。真空电子学在太赫兹辐射源方面可能作出重要的贡献,很多电真空器件如:回旋管、返波管、自由电子激光及绕射辐射振荡器经过改进后均可以工作在太赫兹波段,但同时也受到一定的限制。稍~波段提供频率可调的牧ㄊ涑觯谄德实母叨硕嗖捎帽镀档姆绞讲涔β试毫瓦级⋯;,目前尚处于研究阶段口匏褂肴毡驹诤献餮兄幕匦苋,提高频率遇到强磁场的限制。在这些电真空器件中基于光栅结构的辐射器件有望发展成工作在温室下的、图卜绱挪ǖ钠灯淄
国内外的研究动态论——绕射辐射电子学。但是,这类器件所使用的光栅周期一般为零点几毫米,结构紧凑的、有足够输出功率的可调频率的太赫兹辐射源。当电子束在贴近金属光栅表面掠过时,有电磁波辐射出来,这种现象便被称为甈辐射;但是这种辐射是非相干的自发辐射,且输出功率较小;于是引入开放式谐振腔作为反馈原件来得到相干辐射及功率输出。采用最多的是利用一种凹形蚯咝的反射镜和一个平面反射镜构成的开放式谐振腔,其中在平面反射