基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计方法技术

技术编号:23316907 阅读:40 留言:0更新日期:2020-02-11 18:27
本发明专利技术公开了一种基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计方法,双曲超材料由于其双曲线型色散曲线可以将电子周围消逝场转化为传播场,借助双曲超材料来突破产生CR电子速度限制,为实现太赫兹自由电子源提供了可能。本发明专利技术针对低能电子束在双曲超材料中CR的产生、传输和耦合的特性,探明CR在双曲超材料中波矢压缩、能流密度的规律,本发明专利技术实现太赫兹自由电子光源设计,能够在生物医学、成像和通讯领域产生广泛的应用。

Design method of free electron source based on threshold free Cerenkov radiation

【技术实现步骤摘要】
基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计方法
本专利技术属于高功率微波器件设计
,尤其涉及一种基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计方法。
技术介绍
当带电粒子以一个确定的速度阈值穿过电介质时,驱动介质发出的电磁辐射被称为切伦科夫辐射,其在二十世纪早期首次被观察到。切伦科夫辐射的特性是带电粒子的速度超过介质的相速度,在常见的媒质材料中,光的相速度通常为c*10^-1量级,例如石英的折射率为2,如果要在石英表面飞行的电子产生切伦科夫辐射,则要将电子的速度加速到0.5C,此时电子能量为100KeV,所以必须用到100KeV的电压加速,这种情况下的辐射源不论是从安全、成本还是稳定性来说都难以满足实际应用条件。切伦科夫辐射的发现极大的推动了科学的发展,广泛用于粒子探测器和计数器,特别是在切伦科夫辐射实现自由电子激光方面,由于不需要周期磁场作为摇摆器,能在一定程度上减小自由电子激光的体积,可以看做为自由电子激光小型化的重要途径。太赫兹辐射的频率范围非常宽,覆盖了大分子包括蛋白质在内的转动和震荡频率,很多大分子在太赫兹波段表现出了较强的吸收和谐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计方法,其特征在于,在双曲超材料上方d=100nm~500nm处以恒定速度u

【技术特征摘要】
1.一种基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计方法,其特征在于,在双曲超材料上方d=100nm~500nm处以恒定速度u0移动至少一个电子束,双曲超材料由硅和石墨烯交替层组成。


2.根据权利要求1所述的基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计方法,其特征在于,双曲超材料的色散关系为:
kz2/εx+kx2/εz=k02,(1)
其中kx,kz是波矢,εx,εz是x,z方向上的有效介电常数。


3.根据权利要求1或2所述的基于无阈值切伦科夫辐射的自由电子源设计...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖龙郭龙颖陈俊峰陈亮张崎谭辉刘其凤
申请(专利权)人:中国舰船研究设计中心
类型:发明
国别省市:湖北;42

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