光子晶體的Smith-Purcell效應(yīng)的粒子模擬研究.pdf

1、Smith-Purcell自由電子激光是自由電子激光的十分重要的一個分支。本篇論文就光子晶體的Smith-Purcell效應(yīng)、自由電子與光子晶體的缺陷位置關(guān)系、光子晶體的缺陷大小優(yōu)化，發(fā)射極發(fā)射的自由電子的發(fā)射參數(shù)等各個方面進行了比較細(xì)致、深入的研究，在建立的模型中模擬得出了一些具有很有參考價值的研究成果。
　　 論文首先根據(jù)Smith-Purcell自由電子激光理論，討論了一種新型自由電子激光器的特性。特別是光子晶體的Smit

2、h-Purcell效應(yīng)，利用粒子模擬的方法對有缺陷的光子晶體的Smith-Purcell輻射進行了比較深入的研究，對光子晶體分別與球面鏡和平面鏡構(gòu)成三反射鏡的自由電子激光器進行了一些研究。獲得了一些有價值的研究成果。用粒子模擬的方式研究了20×7結(jié)構(gòu)的光子晶體，討論當(dāng)缺陷出現(xiàn)在其表面、內(nèi)部以及底部不同位置時對Smith-Purcell輻射的影響。研究表明：(a)當(dāng)電子飛過光子晶體表面產(chǎn)生Smith-Purcell輻射時，同一層不同位置的

3、相同大小缺陷對其影響呈現(xiàn)規(guī)律性變化，即隨著缺陷位置遠(yuǎn)離電子發(fā)射點其頻率輸出逐漸
　　 另外，還研究了將上述球面反射鏡換成平面反射鏡并且保持其他參數(shù)不改變的情況下同樣設(shè)置三種角度輸出口所得到的結(jié)果。結(jié)果表明，在這種情況下設(shè)置角度輸出口為60°的情況下所得到的峰值功率在不到20ns就達(dá)到了穩(wěn)定，平均功率輸出圖形均勻，為所選定的三種角度的最好的輸出。
　　 將這兩種較好的結(jié)果相比較，在峰值功率、頻率輸出以及平均功率輸出三個方面