頻率0.3thzorotron器件中關(guān)鍵技術(shù)研究

1、電子科技大學碩士學位論文頻率0.3THz Orotron器件中關(guān)鍵技術(shù)研究姓名：陳之亮申請學位級別：碩士專業(yè)：光學指導教師：楊梓強20100501A B S T R A C TO r o t r o n u s i n gt w om i r r o r s t o f o r mo p e n i n g c a v i t yi s a l l e f f e c t i v e v a c u u me l e c t r o n

2、 i cd e v i c ei nm i l l i m e t e ra n ds u b m i l l i m e t e rw a v e b a n d s ．I n r e c e n ty e a r s ，m u c hm o t e a t t e n t i o n i s p a i d t o s t u d y 、析m t h ed e v e l o p m e n to f t e r a h e r t

3、 z s c i e n c e a n dt e c h n o l o g y ．．I nt h i s d i s s e r t a t i o n , w i t l lt h e t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n d t h es i m u l a t i o n ，e l e c t r o ng u na n d t h e q u a s i - o p t i c a

4、l r e s o n a t o r o f O r o t r o n a r e a n a l y z e d i nt h e3 0 0 G H z f r e q u e n c y ．B a s e d o n t h e p r i n c i p l eo f t h e e l e c t r o n i cs h e e tb e a m a n d t h e p r i n c i p l e o f p i

5、e r c e g u n ，an e w t y p e e l e c t r o ng u nw i t ht w oa n o d e si s d e s i g n e d ．I ti s i n v e s t i g a t e dd e t a i l e d i nt w o - d i m e n s i o n a la n d t h r e e - d i m e n s i o n a lP I Cs i

6、m u l a t i o n ．T h ec h a r a c t e r i s t i co ft h eg u a ni st h a tb e a m c u r r e n t i s d e c i d e d b y t h ef i r s ta n o d e v o l t a g ea n d w i l ln o ta f f e c tb y s e c o n da n o d e v o l t a g

7、 e ．T h ee f f e c to f t h e p a r a m e t e r so f t h e e l e c t r o ng u n o nt h eo u t p u tc u r r e n ta r e s t u d i e d ．S i m u l a t i o n r e s u l t si n d i c a t et h a tt h eo u t p u tc u r r e n ti s

8、m a i n l ya f f e c t e db y t h ev o l t a g eo ft h e f i r s t a n o d ea n dt h ed i s t a n c eb e t w e e nt h ec a t h o d ea n dt h ef i r s ta n o d e ,w h i l e i sl e s sa f f e c t e db yt h ed i s t a n c e

9、b e t w e e n t h ec a t h o d ea n d t h es e c o n da n o d e ，t h ev o l t a g eo f t h e s e c o n da n o d e , t h e a p e r t u r ea n d t h i c k n e s so f t h ea n o d e s ．T h ei n c r e a s eo ft h el o n g i

10、t u d i n a lm a g n e t i cf i e l di s g o o dt o d e c r e a s et h ep u l s a t i o na m p l i t u d e a n dt h es h a p eo ft h e s h e e tb e a m ．A c c o r d i n gt o c u r r e n t t e c h n i c a l c o n d i t i

11、o n s ，7 0 0 m Ao u t p u tc u r r e n t a n d t h e c o r r e s p o n d i n gc u r r e n t d e n s i t y 5 8 A ／c m 2 a r e o b t a i n e d u n d e r t h ec o n d i t i o n so f t h ec a t h o d e m a t e r i a lw o r k

12、 —f u n c t i o n1 ．4 e V , c a t h o d et e m p e r a t u r e llO O K ,a n d t h es e c o n da n o d e v o l t a g e 10 k V ．T h e q u a s i - o p t i c a lo p e n r e s o n a t o r i n3 0 0 G H z i sd e s i g n e d 謝n

13、1 t h e t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n d t h es i m u l a t i o n ．T h ee l e c t r o m a g n e t i cf i e l dd i s t r i b u t i o nb e t w e e nt h em i r r o r sa n d t h ev e r t i c a lr e s o n a n c el e

14、n g t h a r ed e d u c e d b yt h eq u a s i —o p t i c st h e o r y ．T h ef i e l dd i s t r i b u t i o ni sc a l c u l a t e dw i t h t h em o d e T E M 0 0 q ，T E M o l qa n d T E M 0 2 q ．T h e s i d el e n g t ho f

15、 t h e s q u a r em i r r o ri s d e t e r m i n e d b yt h e f i e l d d i s t r i b u t i o n ．D i f f e r e n tq v a l u e sc o r r e s p o n d i n g t o t h er e s o n a n c e l e n g t h L i s s t u d i e dw i 也t h

16、em o d e T E M 0 2 qi n t h e3 0 0 G H z f r e q u e n c y ．T h t e e - d i m e n s i o n a l s i m u l a t i o nm o d e lo ft h er e s o n a n ti S e s t a b l i s h e d a n de l e c t r i c f i e l dp a t t e r n i s o