太赫兹史密斯-珀塞尔辐射源带状电子注阴极的研究

为适应太赫兹史密斯-珀塞尔辐射源的迫切需求,研究从阴极表面直接产生微米尺度带状电子注的技术和检测方法,获得电流密度50 A/cm2,600μm×100μm的矩形层流电子注。

基于电子学的太赫兹辐射源

随着太赫兹科学与技术的发展,太赫兹辐射源研究受到越来越广泛的重视.本文对近年来常见的基于电子学的太赫兹辐射源进行综述,包括基于新型慢波结构真空电子器件的仿真设计与实验结果、基于电子回旋谐振脉塞的太赫兹辐射源和基于史密斯-帕塞尔效应的太赫兹辐射源的国内外研究近况,以及基于类等离子体光子晶体的太赫兹辐射源和固态太赫兹辐射源.对太赫兹辐射源在无线通信、成像探测、光谱探测和生物医学等方面的应用进行了展望.

基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器的原理与特性分析

提出了一种基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器,该器件由电子枪、调制腔、输出腔、收集极等部分构成。在器件调制腔中,电子注的速度调制通过史密斯-帕赛尔效应完成的,当群聚电子注通过输出腔时,群聚电子注会在输出腔的间隙处激励起高频电场,该高频电场会使电子注的一部分动能转换为高频能量,并完成太赫兹振荡.模拟发现:当金属光栅的空间周期为0.6mm、电子注能量为100keV时,利用史密斯-帕赛尔效应调制的太赫兹振荡器可以输出频率为349.017GHz和346.324GHz、功率谱密度接近4kW/GHz、最大输出峰值功率超过2kW的太赫兹波.

史密斯-帕塞尔自由电子激光中的电介质效应

研究了电介质在史密斯-帕塞尔自由电子激光中的作用。将电介质加载于电子注与光栅之间,所加电介质为电容率为4的细玻璃管,电子注在玻璃管内的真空腔中运动,玻璃管外是金属光栅。对加载电介质的史密斯-帕塞尔自由电子激光和不加载电介质的史密斯-帕塞尔自由电子激光分别进行了3维数值模拟,结果发现:如果在电子注与光栅间加载电介质,可以成功模拟出363.37 GHz的相干太赫兹波,如果在电子注与光栅间不加载电介质,只能模拟出191.2 GHz的慢波辐射场。这说明加载电介质可以提高史密斯-帕塞尔受激辐射的增益,强化史密斯-帕塞尔辐射对电子注的调制,使电子有效群聚。

计量量子化、数字化变革下的国内外计量技术发展趋势

美欧发达国家高度重视计量技术发展,将量子、数智等前瞻性、基础性计量技术纳入国家发展战略,抢占科技制高点。近年来,中国在原子频标、冷原子重力计等计量领域取得了突破,已进入国际计量先进国家行列。随着国际计量的量子化、数字化变革,计量不断加速向量子化演进、量传方式逐渐向数智化转型、计量保障技术更加向实战化发展趋势凸显。通过搜集、整理国内外大量计量量子化、数智化和实战化等相关技术文献资料,归纳并分析了计量技术发展趋势,可为计量测试技术发展提供借鉴。

预群聚电子束团辐射特性

研究了预群聚电子束团沿周期性理想金属光栅表面平行移动时产生的史密斯-帕塞尔辐射(SPR).详细分析了电子束团能量、束团群聚长度、具有不同电流密度分布的电子束团以及光栅结构对辐射特性的影响,同时研究了多个群聚束团的辐射.分析发现,电子束团能量增加、束团群聚尺寸变小以及光栅周期变短,辐射能量角分布峰值所对应的频率明显向高频方向移动;光栅周期与电子束团参量相同的条件下,三角形光栅辐射能量角分布峰值所对应的频率明显高于正弦光栅;群聚束团尺寸越小辐射能量越大,并且束团的纵向群聚长度对辐射能量与辐射频率起主要作用.研究结果表明,通过合理选择光栅尺寸与束团参量,可获得工作频率锁定的太赫兹(THz)波段辐射.