[发明专利]一种电磁波辐射系统及电磁波辐射方法

权利要求书

1.一种电磁波辐射系统，其特征在于，包括：矩形光栅和电子注发射设备，其中；

所述矩形光栅的第一表面具有周期性结构；

所述电子注发射设备用于每隔预设时间向所述矩形光栅发射与所述第一表面平行的电子团，以激励起所述矩形光栅上的表面波，所述电子团将被所述表面波调制，使得每个电子团内部产生若干小电子团，最终形成的电子团将在光栅上半空间产生相干Smith-Purcell辐射；

所述电子注发射设备发射的电子团的发射频率为所述预设时间的倒数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电子注发射设备为光阴极电子枪。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光阴极电子枪包括：光阴极和激光发射设备；其中，

所述激光发射设备用于每个预设时间向所述光阴极发射激光脉冲，以使所述光阴极在所述激光脉冲的激励下产生所述电子团并从所述光阴极的发射面出射。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述光阴极的发射面的横截面垂直于第一平面，且所述横截面的形状为矩形。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述矩形由平行于第一方向的长边和平行于第二方向的短边构成；

所述第一方向垂直于所述第二方向，且所述第一方向与所述第一平面平行。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述长边长度与短边长度的比值大于或等于10。

7.一种电磁波辐射方法，其特征在于，包括：

提供电磁波辐射系统，所述电磁波辐射系统为权利要求1-6任一项所述的电磁波辐射系统；

利用所述电磁波辐射系统的电子注发射设备向所述矩形光栅周期性发射与所述矩形光栅的第一表面平行的电子团，以激励起所述矩形光栅上的表面波，所述电子团将被所述表面波调制，使得每个电子团内部产生若干小电子团，最终形成的电子团将在光栅上半空间产生相干Smith-Purcell辐射；

所述电子注发射设备发射的电子团的发射频率为所述预设时间的倒数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电子团激励所述矩形光栅，产生相干Smith-Purcell辐射的过程包括：

所述电子团激励所述矩形光栅的第一表面的周期性结构产生表面波；

所述电子团与所述表面波相互作用，产生电子群聚，以在每个所述电子团的内部产生多个小电子团，群聚频率为所述电子注发射设备发射的电子团的发射频率的正整数倍；

所述小电子团的束团因子与所述电子团的束团因子叠加后，产生一系列的混频分量，所述混频分量的频率满足第一预设公式；

包含所述混频分量的电子团在所述矩形光栅表面形成多个不同频率的相干Smith-Purcell辐射；

所述第一预设公式为：f＝pf₁+qf₀；其中，f为混频分量的频率，f₁为所述群聚频率，f₀为所述电子团的发射频率，p、q均为非零整数。