[发明专利]展宽太赫兹扩展互作用速调管带宽的多模重叠互作用电路

权利要求书

1.一种用于展宽太赫兹扩展互作用速调管带宽的多模重叠互作用电路，包括依次连接的输入腔单元、中间腔单元和输出腔单元；

输入腔单元，所述输入腔单元被来自外部的太赫兹波信号激发而产生多模重叠谐振场；所述输入腔单元产生的多模重叠谐振场适用于与来自外部的电子注产生互作用以对来自外部的电子注进行调制；

中间腔单元，适用于在所述输入腔单元输出的电子注的激发下产生多模重叠谐振场，所述中间腔单元产生的多模重叠谐振场适用于与输入腔单元输出的电子注产生互作用从而对输入腔单元输出的电子注进行调制；

输出腔单元，适用于在所述中间腔单元输出的电子注的激发下产生多模重叠谐振场，所述输出腔单元产生的多模重叠谐振场适用于与所述中间腔单元输出的电子注产生互作用从而使所述输出腔产生的多模重叠谐振场从所述中间腔单元输出的电子注吸收能量，输出功率增大的太赫兹波信号；

其中，所述输入腔单元、所述中间腔单元和所述输出腔单元具有相同的多模模式，所述多模模式包括多个谐振模式，所述多个谐振模式各自对应的谐振频率与太赫兹多模重叠互作用速调管的工作频率的差值的绝对值与所述太赫兹多模重叠互作用速调管的工作频率的比值均小于等于1％；所述多个谐振模式各自对应的相移角的最大值与最小值之间的差值小于等于所述电子注的速度位于所述多个谐振模式各自对应的前向波分量相速度的最大值与最小值之间。

2.根据权利要求1所述的多模重叠互作用电路，其中，所述输入腔单元包括一个输入腔，所述输入腔包括梯形结构；所述中间腔单元包括4个中间腔，每个中间腔包括所述梯形结构；所述输出腔单元包括一个输出腔，所述输出腔包括所述梯形结构；所述梯形结构包括沿轴向方向依次排列的14个梯形结构单元，所述14个梯形结构单元形成周期排列结构；所述输入腔、所述中间腔和所述输出腔具有所述多模模式；

每个所述梯形结构单元包括梯形结构单元本体，在所述梯形结构单元本体上依次形成有贯穿所述梯形结构单元本体的第一耦合腔、第二耦合腔和位于所述第一耦合腔和所述第二耦合腔之间的电子注通道，所述第一耦合腔、所述第二耦合腔和所述电子注通道之间通过间隙连通。

3.根据权利要求2所述的多模重叠互作用电路，其中，所述第一耦合腔的高度为0.18mm、宽度为0.4mm，所述第二耦合腔的高度为0.18mm、宽度为0.4mm，所述间隙的宽度为0.6mm、高度为0.4mm，所述电子注通道的半径为0.11mm，所述周期排列结构的周期长度为0.22mm。

4.根据权利要求2所述的多模重叠互作用电路，其中，所述输入腔单元还包括第一漂移管，所述第一漂移管设置于所述输入腔和所述中间腔之间；所述中间腔单元还包括多个第二漂移管，所述第二漂移管设置于两个相邻的中间腔之间以及所述中间腔与所述输出腔之间。

5.根据权利要求2所述的多模重叠互作用电路，其中，所述输入腔单元还设置有电子注注入端口，适用于向所述输入腔注入来自外部的电子注；所述输出腔单元中还设置有电子注输出端口，适用于传输所述输出腔输出的能量被吸收的电子注。

6.根据权利要求1所述的多模重叠互作用电路，其中，所述输入腔的所有谐振模式的品质因数与所述输出腔的所有谐振模式的外部品质因数均小于1000。

7.根据权利要求1所述的多模重叠互作用电路，其中，所述多模重叠互作用电路还包括：

输入波导，适用于输入来自外部的太赫兹波信号；

第一耦合结构，适用于连接所述输入波导以及所述输入腔单元，所述第一耦合结构上形成有第一耦合孔，所述第一耦合孔适用于将来自于所述输入波导的太赫兹波信号输入至所述输入腔单元。

8.根据权利要求1所述的多模重叠互作用电路，其中，还包括：

第二耦合结构，与所述输出腔连接，所述第二耦合结构上形成有第二耦合孔，所述第二耦合孔适用于传输所述输出腔输出的功率增大的太赫兹波信号；

输出波导，适用于输出来自于所述第二耦合结构的所述功率增大的太赫兹波信号。