预调制电子注激励孔阵列中的Smith-Purcell相干太赫兹超辐射研究

摘要：

研究了在预调制成团的电子注经过孔阵列时所激发的Smith-Purcell超辐射现象.基于Smith-Purcell辐射公式,利用三维模拟软件对采用的结构进行模拟仿真,得到在太赫兹频率段的超辐射电磁波.采用对冲光栅来对直流电子注进行调制,理论求解了对冲光栅中的色散方程,并对其进行数值计算,得其色散曲线.选取发射电压U=50 kV,发射电流I=30 A/cm2,通过色散曲线得到该对冲光栅的注波互作用频率点在0.3 THz,最终的仿真结果为0.31 THz,两者有较好的吻合度.孔阵列采用的是周期为0.3 mm的单排孔阵列,由Smith-Purcell辐射公式计算电子注二次谐波0.62 THz的辐射角度为60°,仿真结果与理论分析保持高度一致.通过对辐射区Ez(t)场的观察,发现二次谐波场的幅值是其基波场幅值的5倍多,说明大部分能量集中在二倍频0.62 THz上,这与理论分析吻合较好.

关键词：孔阵列、Smith-Purcell、超辐射、太赫兹

分类号：O441.4(电磁学、电动力学)

在线出版日期：2013-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：22-26