[发明专利]一种相干电磁辐射产生系统及方法有效

专利信息
申请号: 201810986147.0 申请日: 2018-08-28
公开(公告)号: CN109119311B 公开(公告)日: 2020-01-31
发明(设计)人: 刘维浩;刘予诚;陆亚林;王琳;贾启卡 申请(专利权)人: 中国科学技术大学
主分类号: H01J27/00 分类号: H01J27/00;H01J27/20;H01J23/02
代理公司: 11227 北京集佳知识产权代理有限公司 代理人: 王宝筠
地址: 230026 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 相干电磁辐射 亚波长孔 三维空间 毫米波频段 产生系统 太赫兹波 矩形孔 频段 产生装置 方向阵列 毫米量级 微米量级 应用方式 薄片状 金属板 亚波长 排布 应用
【说明书】:

发明提供了一种相干电磁辐射产生系统及方法,金属板上至少具有第一亚波长孔阵列,第一亚波长孔阵列至少包括沿第一方向、第二方向阵列排布的多个矩形孔,电子注产生装置产生沿特定方向运动的薄片状的电子注,并使电子注从第一亚波长孔阵列上掠过,形成在三维空间特定方向上的相干电磁辐射。由于矩形孔的尺寸在毫米量级至微米量级范围内,因此,亚波长孔阵列可以应用在毫米波频段及太赫兹波频段内,并产生在三维空间特定方向上的相干电磁辐射,从而提供了一种在毫米波频段及太赫兹波频段内的亚波长阵列的新的应用方式。

技术领域

本发明涉及电磁学技术领域,更具体地说,涉及一种相干电磁辐射产生系统及方法。

背景技术

近年来,金属薄膜上的亚波长孔阵列的异常光透射现象引起了人们的广泛关注。由于金属薄膜上的亚波长孔阵列可以在亚波长尺度范围内对光的偏振(极化)和传播方向进行有效调控,因此,已经成为现代纳米光学和亚波长光学的核心元件。

现有技术中关于金属薄膜上的亚波长孔阵列的研究大多集中在可见光频段,在可见光频段金属薄膜上的亚波长孔阵列的异常光透射现象主要归因于金属的表面等离激元。但是,在金属的表面等离激元的效应并不显著的毫米波频段及太赫兹波频段,金属薄膜上的亚波长孔阵列的应用鲜少被研究。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种相干电磁辐射产生系统及方法,以提供一种应用在毫米波频段及太赫兹波频段的亚波长阵列,并通过该亚波长阵列产生相干电磁辐射。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种相干电磁辐射产生系统,包括:

金属板,所述金属板上至少具有第一亚波长孔阵列,所述第一亚波长孔阵列包括沿第一方向、第二方向阵列排布的多个矩形孔,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述矩形孔为贯穿所述金属板的通孔,且所述矩形孔的尺寸在毫米量级至微米量级范围内;

电子注产生装置,用于产生沿某一方向运动的薄片状的电子注,并使所述电子注从所述金属板上的亚波长孔阵列上掠过,形成在三维空间特定方向上的相干电磁辐射。

可选地,所述电子注的运动方向与所述第一方向之间具有一夹角,所述相干电磁辐射的辐射方向由所述夹角的大小决定的。

可选地,所述矩形孔的长度和宽度之比在10~20的范围内;所述矩形孔的高度大于所述宽度的1倍、小于所述长度的2倍。

可选地,所述矩形孔在所述第一方向上的间距与所述矩形孔的宽度之比在10~20的范围内;

所述矩形孔在所述第二方向上的间距与所述矩形孔在所述第一方向上的间距之比在1.2~2的范围内。

可选地,所述金属板上还具有第二亚波长孔阵列和第三亚波长孔阵列;

所述第二亚波长孔阵列包括沿第三方向、第四方向排列的多个矩形孔,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向的夹角都等于45°,所述第四方向与所述第三方向垂直;

所述第三亚波长孔阵列包括沿第五方向、第六方向排列的多个矩形孔,所述第五方向与所述第一方向平行,所述第六方向与所述第二方向平行。

可选地,所述第一亚波长孔阵列中的多个矩形孔与所述第三亚波长阵列中的多个矩形孔围成多个矩形区域,所述第二亚波长阵列中的多个矩形孔分别位于所述多个矩形区域内,且所述矩形区域内的矩形孔位于所述矩形区域的一条对角线上。

可选地,所述电子注产生装置包括阴极和电子注加速器;

所述阴极为横截面为矩形的阴极,所述阴极用于产生薄片状的电子注;

所述电子注加速器用于对所述电子注加速,以使所述电子注沿某一方向运动。

可选地,所述金属板为金属圆盘。

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