[发明专利]高功率同轴结构过模表面波振荡器及太赫兹波产生方法

摘要

本发明设计的轴对称结构同轴高功率过模表面波振荡器以波‑束互作用产生太赫兹波段的电磁波辐射为基本工作原理，依据强流相对论电子束与过模同轴慢波结构发生波‑束强相互作用，产生高功率太赫兹波。同轴过模表面波振荡器由无箔二极管、过模同轴慢波结构、过渡波导以及同轴结构的输出波导构成。过模表面波振荡器在波‑注互作用区的工作模式为TM01模式，经过过渡波导的模式转换，在表面波振荡器的输出波导端以TEM模式传输，采用这种结构设计了0.14THz的同轴表面波振荡器，输出端口的峰值功率可以达到115MW。该过模表面波振荡器适用于产生太赫兹波段的高功率电磁波。

主权项

一种高功率同轴结构过模表面波振荡器，其特征在于：包括无箔二极管阴极杆(1)、外管体和内管体；所述无箔二极管阴极杆(1)的最前端作为表面波振荡器的阴极；所述阴极用于产生环形强流相对论电子束；所述外管体包括依次连接的注入腔(2)、截止颈外筒(3)、过模同轴慢波结构外筒(4)、同轴漂移波导外筒(12)、过渡波导外筒(5)和输出波导外筒(6)；所述外管体作为表面波振荡器的阳极，其上电压为正；所述内管体包括依次连接的截止颈内筒(7)、过模同轴慢波结构内筒(8)、同轴漂移波导内筒(9)、过渡波导内筒(10)和输出波导内筒(11)；所述内管体通过支撑装置与外管体构成同轴结构；所述无箔二极管阴极杆(1)和注入腔(2)构成注入波端口；所述输出波导外筒(6)和输出波导内筒(11)构成输出端口；所述注入波端口和输出端口均采用介质密封；所述注入波端口用于引入外部的TEM模式电压波；所述截止颈外筒(3)和截止颈内筒(7)构成同轴结构的截止颈；所述过模同轴慢波结构外筒(4)包含多个矩形结构的慢波槽，所述过模同轴慢波结构内筒(8)包含多个矩形结构的慢波槽，所述过模同轴慢波结构外筒(4)和过模同轴慢波结构内筒(8)构成均匀同轴结构的慢波结构系统；所述同轴漂移波导内筒(9)和同轴漂移波导外筒(12)构成同轴波导段；所述过渡波导内筒(10)和过渡波导外筒(5)构成过渡波导段；所述过渡波导段采用内径逐渐变大的喇叭口结构；所述输出波导内筒(11)和输出波导外筒(6)构成输出波导段。