同軸型準光腔中線型電子注激勵短毫米波的研究.pdf

1、為了得到更高頻率和更大功率輸出的短毫米波高功率輻射源.本文分析了基于Smith-Purcell效應的同軸型準光腔系統(tǒng)，研究該系統(tǒng)中的線型電子注與波的互作用過程及輻射機理，探索其激勵短毫米波高功率輸出的可能。
　　 所研究的新型Smith-Purcell互作用系統(tǒng)及其變態(tài)結構，此類系統(tǒng)是同軸型結構，可看成是在常規(guī)同軸導體基礎上，改變其內外導體形狀所得。改變內導體，在其外表面刻有周期性的凹槽，就形成了圓柱光柵；改變外導體形狀，使其內

2、表面成球面狀，形成曲面鏡，此時的結構稱為閉合式同軸型準光腔，即雙反射鏡同軸型準光腔。把曲面鏡頂腔部分去掉，就形成了開放式同軸型準光腔。此類互作用系統(tǒng)有著特殊的場分布，強場區(qū)域處于光柵表面附近，有利于提高互作用效率。由于改變槽截面形狀可以改變高頻場的分布，增強互作用處電磁波的場強，所以設計了三種槽截面形狀的圓柱光柵，包括倒梯形槽截面、矩形槽截面和梯形槽截面。利用MAGIC軟件進行注-波互作用的粒子模擬，分析在不同電子注參量和開放腔參數(shù)條件

3、下，閉合式同軸腔和開放同軸腔中的互作用及輸出特性。
　　 在上述結構的基礎上進一步分析倒曲面鏡同軸型準光腔的結構，即在同軸導體的外導體內表面刻周期性的凹槽，形成圓柱光柵；使內導體表面呈球面狀，形成曲面鏡，再去掉頂腔部分就形成開放式倒曲面鏡同軸型準光腔結構。利用MAGIC軟件對這種結構進行模擬計算和優(yōu)化。對比開放式同軸腔結構和開放式倒曲面鏡同軸腔結構的模擬結果，得出在倒梯形柵結構，角度輸出口θ為36°，電子注電壓為0.5MV，電流