應(yīng)用于太赫茲放大器的光柵-孔陣列高頻結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、太赫茲科學(xué)技術(shù)無論在基礎(chǔ)理論研究方面還是在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，都取得了巨大的進(jìn)步和發(fā)展。但是，目前制約太赫茲技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用的瓶頸為小型化的高功率太赫茲輻射源，因此采用真空電子學(xué)放大器將功率水平提高到瓦級(jí)是推動(dòng)太赫茲技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的有效途徑。本文提出采用開敞的光柵-孔陣列高頻結(jié)構(gòu)以改善真空電子輻射源的性能，以此為例設(shè)計(jì)了工作頻率0.14THz的放大器。
　　具體工作如下：
　　首先，研究了開敞的光柵-孔陣列周期慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性。通

2、過 HFSS仿真得到了需要的模式及其場分布；研究了橫向側(cè)壁、耦合孔對(duì)場特性的影響；研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)色散特性和耦合阻抗的影響；研究了光柵-孔陣列結(jié)構(gòu)中電磁波的傳輸特性。
　　其次，對(duì)太赫茲放大器進(jìn)行了粒子模擬研究。采用粒子模擬方法研究了光柵-孔陣列結(jié)構(gòu)中的注波互作用過程，分析了工作參數(shù)對(duì)器件輸出性能的影響。最終，獲得了工作頻率142.4GHz、耦合輸出功率67.2W、增益28dB、高頻結(jié)構(gòu)中注波互作用換能效率大于10％的太赫茲放大器