[发明专利]一种电磁辐射源

摘要

本发明提供一种电磁辐射源，利用电子枪产生环形电子注，利用靠近电子枪一侧的第一光栅使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，利用靠近与电子枪对应的收集极一侧的第二光栅使群聚的电子团产生相干的特异史密斯‑帕赛尔(Smith‑Purcell)辐射，辐射频率为电子团群聚频率的5到6倍，该辐射频率在太赫兹频段，特异史密斯‑帕赛尔辐射的电磁辐射强度比普通史密斯‑帕赛尔辐射强度高一到两个数量级，因而利用该方法能够产生具有高辐射频率和高辐射强度的太赫兹频段的电磁波。

主权项

一种电磁辐射源，其特征在于，包括：用于产生环形电子注的电子枪；与所述电子枪对应的收集极；位于所述电子枪和收集极之间的圆柱光栅，所述圆柱光栅的外径与所述电子枪产生的环形电子注的内径相匹配；所述圆柱光栅包括靠近所述电子枪一侧的第一光栅和靠近所述收集极一侧的第二光栅；其中，所述第一光栅用于使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，所述第二光栅用于使群聚的电子团产生频率大于或等于3倍的电子团群聚频率的特异史密斯‑帕赛尔辐射；所述第一光栅包括第一柱芯和环绕所述第一柱芯的多个第一梳齿，所述多个第一梳齿沿第一方向依次排列，相邻第一梳齿间设有第一缝隙，所述第一梳齿沿所述第一柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；所述第二光栅包括第二柱芯和环绕所述第二柱芯的多个第二梳齿，所述多个第二梳齿沿所述第一方向依次排列，相邻第二梳齿间设有第二缝隙，所述第二梳齿沿所述第二柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；所述第一方向为所述电子枪至所述收集极方向；所述第二光栅的结构参数与所述电磁辐射源的工作频率之间满足如下关系：-dLΣN=-∞+∞K1(kcnr0)kcnK0(kcnr0)[sin(kznd/2)(kznd/2)]2=1k0[N0(k0rc)J1(k0rc)-J0(k0rc)N1(k0r0)][N0(k0rc)J0(k0rc)-J0(k0rc)N0(k0r0)];]]>其中，J0为第一类0阶贝塞尔函数，J1为第一类1阶贝塞尔函数，N0为第二类0阶贝塞尔函数，N1为第二类1阶贝塞尔函数，K0为第二类0阶变态贝塞尔函数，K1为第二类1阶变态贝塞尔函数；L为所述第二光栅的周期，d为所述第二缝隙沿所述第一方向的长度，h为所述第二缝隙沿所述第二光栅法线方向的高度，r0为所述第二光栅的外径，且rc＝r0‑h；k0＝ω/c，kz＝ω/v，kc2＝k02–kz2，kzn＝kz+2nπ/L，kcn＝kc+2nπ/L；ω为所述电磁辐射源的工作频率与2π的乘积，c为真空下的光速，v为实际环境中的光速。