基于切倫科夫輻射的輻射源研究.pdf

1、切倫科夫輻射是自由電子輻射的一種,經(jīng)常被用于切倫科夫輻射探測器,切倫科夫尾場加速器,以及切倫科夫自由電子激光。2009年,美國加利福尼亞大學(xué)的A.M.Cook等人首次利用切倫科夫機(jī)制產(chǎn)生了工作頻率0.37THz,01TM模式,輻射功率為150KW,脈沖時間60ps的尾場輻射源。相較于切倫科夫自由電子激光,相干切倫科夫尾場太赫茲輻射源,結(jié)構(gòu)簡單,而且同樣也能達(dá)到高輸出功率。本文研究基于相干切倫科夫尾場輻射的太赫茲輻射源,主要工作如下:

2、r>　　(1)對相對論電子團(tuán)激發(fā)均勻介質(zhì)部分填充的圓波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的色散特性進(jìn)行了研究。通過理論分析和數(shù)值計算詳細(xì)討論了影響結(jié)構(gòu)色散特性的因素,如真空區(qū)厚度,介質(zhì)層厚度,介質(zhì)相對介電常數(shù),電子團(tuán)能量等,總結(jié)得出色散特性隨這些影響因素變化的規(guī)律。
　　(2)分析了單電子團(tuán)激發(fā)均勻介質(zhì)部分填充的圓波導(dǎo)的各個模式的輻射功率。通過調(diào)整波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)、電子團(tuán)尺寸使結(jié)構(gòu)主要工作在01TM模式,并利用數(shù)值分析和粒子模擬軟件對理論進(jìn)行了驗證。
　　

3、(3)對周期性電子團(tuán)激發(fā)均勻介質(zhì)部分填充的圓波導(dǎo)的高次模式進(jìn)行了研究。采用周期性電子團(tuán)的高次諧波,可在均勻介質(zhì)部分填充的圓波導(dǎo)中激勵起02TM模式而抑制01TM模式,從而使在相同工作頻率下,圓波導(dǎo)尺寸可以更大,輻射功率更高。
　　(4)對均勻介質(zhì)部分填充的平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的色散特性進(jìn)行了研究。理論分析該結(jié)構(gòu)的色散特性,并通過粒子模擬實驗初步討論了該結(jié)構(gòu)中模式的激發(fā)特性,為即將開展的工作奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　(5)根據(jù)理論分析規(guī)