基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法技术

本发明专利技术提供一种基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法，包括：获取电子发射源发射的自由电子，将自由电子加速至设定速度；加速后的自由电子在外界泵浦源的作用下进行初步群聚，形成初级电子团；将初级电子团与群聚光栅相互作用产生相干电磁辐射实现电子群聚；基于相干电磁辐射在谐振腔结构中与辐射光栅形成受激放大的相干电磁辐射，增强电子群聚，缩小电子团尺寸，获得高密度的周期性群聚电子团；周期性群聚电子团与辐射光栅作用产生高阶倍频的相干电磁辐射信号，高阶倍频相干辐射从端口输出，末端窗口含金刚石窗片，输出波导与谐振腔连接。本发明专利技术解决现有室温工作的小型太赫兹电子器件频率难以提升、辐射线宽无法有效压缩的问题。法有效压缩的问题。法有效压缩的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法


[0001]本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及一种基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法。

技术介绍

[0002]太赫兹(1THz＝10
12
Hz)波，是指频率在0.1THz
‑
10 THz频段的电磁波。太赫兹波具有强穿透性，可用于安全检测领域。除此之外太赫兹波光子能量低，相干性好，在通信、医疗、探测等领域具有重要的应用价值。太赫兹技术被认为是未来最重要的技术之一。Smith
‑
Purcell辐射(SPR)是指直流电子束飞过周期光栅表面时所产生的电磁辐射。通过对电子束和光栅周期的参数设计，实现特定波长和特定角度的电磁波输出。受激SPR指自由电子在外界泵浦的作用下产生SPR，实现电磁波和电子束之间相互作用，并实现能量交互的正反馈过程。在此过程中，直流电子束会形成周期性的群聚电子团，携带丰富的高次谐波倍频分量，通过小周期光栅可以进一步提取高阶倍频的THz辐射。当电子被群聚为空间长度小于辐射波长的单个电子团时，电子团与光栅结构相互作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法，其特征在于，包括：获取预设的电子发射源发射的自由电子，将所述自由电子加速至设定速度；将加速后的自由电子在外界泵浦源的作用下进行初步群聚，形成初级电子团；将初步群聚后的初级电子团与群聚光栅相互作用产生相干电磁辐射实现电子群聚；基于所述相干电磁辐射在预设的谐振腔结构中与辐射光栅形成受激放大的相干电磁辐射，同时增强电子群聚，缩小电子团尺寸，获得高密度的周期性群聚电子团；所述周期性群聚电子团与辐射光栅相互作用产生相应高阶倍频的相干电磁辐射信号，高阶倍频相干辐射从端口输出，末端窗口含金刚石窗片，通过输出波导与谐振腔连接。2.根据权利要求1所述的基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法，其特征在于，所述获取预设的电子发射源发射的自由电子，将所述自由电子加速至设定速度，具体包括：所述电子发射源根据设定的工作频率，产生具有设定束斑尺寸和电流的电子束；将电子束中的电子加速至器件工作所需的设定速度。3.根据权利要求1所述的基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法，其特征在于，所述将加速后的自由电子在外界泵浦源的作用下进行初步群聚，形成初级电子团，具体包括：通过所述泵浦源产生泵浦信号输入至谐振腔内，在预设的群聚光栅结构表面激励起周期性的电磁场；所述泵浦信号的频率范围覆盖微波和太赫兹波段，对直流电子进行初步群聚，形成初级电子团。4.根据权利要求1所述的基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法，其特征在于，所述将初步群聚后的初级电子团与群聚光栅相互作用产生相干电磁辐射实现电子群聚，具体包括：通过设计优化所述群聚光栅的周期、高度、宽度参数调整谐振模式；初步群聚后的初级电子团电子与群聚光栅结构相互作用产生相干电磁辐射；泵浦源和相干电磁辐射信号在群聚光栅表面形成周期性电磁场调制电子能量实现电子群聚。5.根据权利要求1所述的基于受激放大相干辐射的多频多端口太赫兹源产生方法，其特征在于，基于所述相干电磁辐射在预设的谐振腔结构中与辐射光栅形成受激放大的相干电磁辐射，同时增强电子群聚，缩小电子团尺寸，获得高密度的周期性群聚电子团，具体包括：设置辐射光栅的周期、高度、宽度参数确定相应的谐振模式；基于谐振模型周期性群聚电子和辐射光栅结构相互作用产生相应高阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯翰祺，刘仿，黄翊东，冯雪，张巍，崔开宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：