慢波结构和返波振荡器制造技术

本申请涉及一种慢波结构和返波振荡器。所述慢波结构包括周期性波导；所述周期性波导包括相对设置的第一结构和第二结构，其中，在第一方向上，所述第一结构和所述第二结构相对设置的端面分别为具有周期性变化波动起伏的端面，所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部在第一方向上的投影重合，且所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部之间的距离为极小值，在所述第一结构的波谷部和所述第二结构的波峰部开设有注入通道，在第一方向上各所述注入通道连通形成电子注通道。采用本慢波结构能够提供更大的工作电流及提高互作用耦合阻抗，进而提升返波振荡器的输出性能。进而提升返波振荡器的输出性能。进而提升返波振荡器的输出性能。

【技术实现步骤摘要】
慢波结构和返波振荡器


[0001]本申请涉及真空电子
，特别是涉及一种慢波结构和返波振荡器。

技术介绍

[0002]太赫兹波的频率介于红外波段和微波之间，频率范围为0.1
‑
10THz(波长在0.03
‑
3mm)，这个频率范围的电磁波在高速率空间通信、超高分辨率武器制导、医学成像、物质太赫兹光谱特征分析、安全检查、材料检测等领域有着重要的研究价值和广泛的应用前景。
[0003]返波振荡器工作在太赫兹波段，可以在很宽的频率范围内通过调整同步电压快速地实现工作频点地调谐，返波振荡器的工作不需要额外地加入激励信号，只需通过电子枪注入高能电子束即可以在慢波结构中通过自激振荡产生稳定的输出信号，具有较高的输出功率，并且可以在常温下工作。
[0004]现有返波振荡器中的慢波结构存在电导率损耗的问题，且会随着工作频率的升高而迅速增加，而损耗小的慢波结构又存在耦合阻抗较小的问题，导致输出功率和增益较低、互作用效率较小等缺陷。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电导率损耗小且耦合阻抗大的慢波结构和返波振荡器。
[0006]为了实现上述目的及其他目的，第一方面提供了一种慢波结构，包括周期性波导；所述周期性波导包括相对设置的第一结构和第二结构，其中，
[0007]在第一方向上，所述第一结构和所述第二结构相对设置的端面分别为具有周期性变化波动起伏的端面，所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部在第一方向上的投影重合，且所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部之间的距离为极小值，在所述第一结构的波谷部和所述第二结构的波峰部开设有注入通道，在第一方向上各所述注入通道连通形成电子注通道。
[0008]在其中一个实施例中，包括多个所述周期性波导，各所述周期性波导沿第二方向排布，且各所述周期性波导之间的间距相同。
[0009]在其中一个实施例中，所述第一结构的端面与所述第二结构的端面的形状相同、波动振幅相同、波动周期相同。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部之间的距离等于两倍波动振幅。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部之间的距离小于两倍波动振幅。
[0012]在其中一个实施例中，各所述注入通道在所述第一方向上同轴设置形成所述电子注通道。
[0013]在其中一个实施例中，所述注入通道截面平面上的形状为圆形，所述注入通道截
面平面上的形状为圆形，各所述注入通道连通以形成圆形电子注通道；其中，所述截面平面为垂直于所述第一方向的平面。
[0014]在其中一个实施例中，所述圆形电子注通道的直径小于等于所述周期性波导的宽度。
[0015]在其中一个实施例中，所述周期性变化波动起伏的端面包括正弦波端面、三角形波端面、正方形波端面中至少一个。
[0016]第二方面提供了一种返波振荡器，包括电子枪、聚焦系统、输入输出装置、收集极以及上述实施例中任一项所述的慢波结构，其中，
[0017]所述慢波结构的输入端与所述电子枪的输出端连接，所述慢波结构的输出端与所述收集极连接；
[0018]所述聚焦系统设置在所述慢波结构的附近；
[0019]所述输入输出装置的输入端靠近所述慢波结构的输入端设置，所述输入输出装置的输出端靠近所述慢波结构的输出端设置。
[0020]上述慢波结构和返波振荡器，通过第一结构和第二结构构成周期性波导使慢波结构的电导率损耗减小且易于加工，通过将第一结构和第二结构的波峰部在第一方向上的投影重合以使第一结构和第二结构相对设置，从而在第一结构和第二结构的间隙形成一规则的起伏带状通道，再通过将第一结构与第二结构接近设置，使通道的高度压缩，然后在第一结构的波谷部和第二结构的波峰部开设有注入通道，各注入通道连通以形成一规则的电子注通道，使电子注通过电子注通道的聚焦能力更强，以提高耦合阻抗，从而提高注波互作用效率，以便于提升输出功率水平、增益和互作用效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请一实施例中提供的慢波结构的正视图；
[0023]图2为本申请另一实施例中提供的慢波结构的侧视图；
[0024]图3为本申请又一实施例中提供的慢波结构的正视图；
[0025]图4为本申请再一实施例中提供的慢波结构的结构示意图；
[0026]图5为本申请一实施例中提供的慢波结构中电子注的示意图；
[0027]图6为本申请一实施例中提供的慢波结构色散特性图。
[0028]附图标记说明：
[0029]1、第一结构；2、第二结构；3、电子注通道；4、周期性波导；5、电子注。
具体实施方式
[0030]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0032]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
[0033]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0034]在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
[0035]在一个实施例中，提供了一种慢波结构，包括周期性波导；周期性波导包括相对设置的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种慢波结构，其特征在于，包括周期性波导；所述周期性波导包括相对设置的第一结构和第二结构，其中，在第一方向上，所述第一结构和所述第二结构相对设置的端面分别为具有周期性变化波动起伏的端面，所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部在第一方向上的投影重合，且所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部之间的距离为极小值，在所述第一结构的波谷部和所述第二结构的波峰部开设有注入通道，在第一方向上各所述注入通道连通形成电子注通道。2.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，包括多个所述周期性波导，各所述周期性波导沿第二方向排布，且各所述周期性波导之间的间距相同。3.根据权利要求1所述的慢波结构，其特征在于，所述第一结构的端面与所述第二结构的端面的形状相同、波动振幅相同、波动周期相同。4.根据权利要求3所述的慢波结构，其特征在于，所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部之间的距离等于两倍波动振幅。5.根据权利要求3所述的慢波结构，其特征在于，所述第一结构的波峰部与所述第二结构的波峰部之间的距离小于两...

【专利技术属性】
技术研发人员：方栓柱，张秋镇，罗军，王铁羊，唐莎，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：