CN108258574B - 一种电磁波辐射***及辐射方法 - Google Patents
一种电磁波辐射***及辐射方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108258574B CN108258574B CN201810034879.XA CN201810034879A CN108258574B CN 108258574 B CN108258574 B CN 108258574B CN 201810034879 A CN201810034879 A CN 201810034879A CN 108258574 B CN108258574 B CN 108258574B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radiation
- array
- holes
- note
- purcell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/0903—Free-electron laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本申请提供了一种电磁波辐射***及辐射方法，其中，所述电磁波辐射***可以形成多个方向上的相干的Smith‑Purcell辐射，这些相干Smith‑Purcell辐射进一步在三维空间中产生相互干涉，最终形成沿若干特定方向的相干Smith‑Purcell辐射。通过改变多个通孔的阵列排布的结构参数、排布方式和预设电子注的电子参数，可以在三维空间中实现对Smith‑Purcell辐射的辐射方向的调控。
Description
技术领域
本申请涉及电磁技术领域，更具体地说，涉及一种电磁波辐射方法及辐射***。
背景技术
波长在毫米或亚毫米级、频率在太赫兹波段的电磁波在生命科学、材料科学、高速通信以及国家安全等诸多领域具有广阔的应用前景，是当前国内外研究者普遍关注的热点研究课题。这个波段的电磁波辐射是发展太赫兹技术的基础。
Smith-Purcell辐射是指匀速带电粒子在掠过周期性表面结构时激发的一种电磁波辐射，其在真空中的辐射波长与辐射方向的关系满足公式(1)：
其中，L表示周期性表面结构的空间周期，β表示带电粒子速度与真空光速的比值，n为负整数，θ为辐射方向与粒子运动方向的夹角。Smith-Purcell辐射的辐射频率(辐射波长的倒数)与方向的密切相关性使其可以作为束流诊断(测量粒子束团长度和能量)的重要手段，同时Smith-Purcell辐射的辐射频率几乎可以覆盖整个电磁波谱，可以发展成为一类重要的电磁辐射源，因此，Smith-Purcell辐射自被发现之日起就是科学研究的一个热点课题。尤其在近年来，利用Smith-Purcell辐射可以产生其他方式较难实现的电磁辐射，最典型就是太赫兹频段(0.1THz-10THz)的电磁波辐射，基于Smith-Purcell效应的太赫兹器件得到了广泛的研究，成为产生太赫兹辐射最有前景的方式之一。
传统Smith-Purcell辐射是宽谱的非相干辐射，且辐射方向朝向光栅上半空间的各个方向。理论和数值仿真表明：通过调节光栅参数和电子注能量，可以得到一种具有特定辐射方向和辐射频率的相干Smith-Purcell辐射，称之为特异Smith-Purcell辐射。特异Smith-Purcell辐射的辐射强度可以比普通Smith-Purcell辐射强度高近一个量级。
现有技术中得到相干Smith-Purcell辐射的技术通常基于一维结构的光栅实现，得到的相干Smith-Purcell辐射的辐射方向只能在二维空间可控，难以实现在三维空间中的辐射方向的控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种电磁波辐射***及辐射方法，其中，所述电磁波辐射***基于具有在二维平面上阵列排布的通孔激发产生相干Smith-Purcell辐射，以实现产生多个相干辐射模式和辐射频率的相干Smith-Purcell辐射的目的，并且通过改变多个通孔的阵列排布参数，可以实现对相干Smith-Purcell辐射的辐射方向的调控。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种电磁波辐射***，用于产生相干Smith-Purcell辐射，所述电磁波辐射***包括：
辐射板，所述辐射板具有多个阵列排布的通孔；
电子注发射设备，用于向所述辐射板的一侧发射与所述辐射板表面平行的预设电子注，以使所述预设电子注激励多个阵列排布的通孔，产生相干Smith-Purcell辐射。
可选的，所述通孔在平行于所述辐射板表面的截面的形状为矩形；
所述矩形平行于第一方向的边长小于所述矩形平行于第二方向的边长；
所述第一方向为所述预设电子注的前进方向；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
可选的，多个所述通孔以矩形阵列或平行四边形阵列的形式排布。
可选的，当多个所述通孔以平行四边形阵列的形式排布时，在第二方向上相邻的两个通孔，在第一方向上的距离的取值范围为(0mm，0.5mm]；
第一方向上相邻的两个通孔间的距离大于矩形在第一方向的边长的十倍。
可选的，所述矩形平行于第一方向的边长小于预设波长的十分之一；
所述预设波长为辐射波长。
可选的，所述预设电子注为截面为矩形的电子注。
一种电磁波辐射方法，用于产生相干Smith-Purcell辐射，所述电磁波辐射方法包括：
提供电磁波辐射***，所述电磁波辐射***为权利要求1-6任一项所述的电磁波辐射***；
设置具有多个阵列排布的通孔的辐射板位于预设平面；
利用电子注发射设备，向所述辐射板的一侧发射与所述辐射板表面平行的预设电子注，以使所述预设电子注激励多个阵列排布的通孔，产生相干Smith-Purcell辐射。
可选的，所述通孔在平行于所述辐射板表面的截面的形状为矩形；
所述矩形平行于第一方向的边长小于所述矩形平行于第二方向的边长；
所述第一方向为所述预设电子注的前进方向；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
可选的，多个所述通孔以矩形阵列或平行四边形阵列的形式排布。
可选的，当多个所述通孔以平行四边形阵列的形式排布时，在第二方向上相邻的两个通孔，在第一方向上的距离的取值范围为(0mm，0.5mm]；
第一方向上相邻的两个通孔间的距离大于矩形在第一方向的边长的十倍。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种电磁波辐射***及辐射方法，其中，所述电磁波辐射***的电子注发射设备能够发射与辐射板表面平行的预设电子注，该电子注在各个通孔中激发产生一系列特定的谐振模式，这些谐振模式辐射到辐射板上半空间中，并发生干涉。由于多个通孔是阵列排布的，在多个方向上都具有周期性，使得该预设电子注掠过辐射板上的多个通孔时，这些辐射在至少两个以上的周期方向上同时产生建设性干涉，形成在三维空间多个方向上的相干的Smith-Purcell辐射。
进一步的，与通过电子注掠过一维光栅产生的相干Smith-Purcell辐射不同的是，通过改变多个通孔的阵列排布的结构参数、排布方式和预设电子注的电子参数，可以在三维空间中实现对Smith-Purcell辐射的辐射方向的调控。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种电磁波辐射***的结构示意图；
图2-图5为本申请的一个实施例提供的一种多个通孔的排列方式示意图；
图6为本申请的一个实施例提供的对电磁波辐射***进行仿真得到的辐射频谱图；
图7为本申请的一个实施例提供的对电磁波辐射***进行仿真得到的相邻一维矩形孔阵列在第一方向上的偏移量取值为0.25mm时的0.29THz频率分量的三维辐射方向示意图；
图8(a)-图8(d)分别为本申请的一个实施例提供的对电磁波辐射***进行仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0mm、0.125mm、0.25mm和0.375mm时x-y平面(垂直于预设电子注10前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图9为本申请的一个实施例提供的一种电磁波辐射方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种电磁波辐射***，如图1所示，用于产生相干Smith-Purcell辐射，所述电磁波辐射***包括：
辐射板20，所述辐射板20具有多个阵列排布的通孔30；
电子注发射设备，用于向所述辐射板20的一侧发射与所述辐射板20表面平行的预设电子注10，以使所述预设电子注10激励多个阵列排布的通孔30，产生相干Smith-Purcell辐射。
图1中，标号v的箭头表示预设电子注的前进方向；标号40表示产生的相干Smith-Purcell辐射的方向。
所述电磁波辐射***的电子注发射设备能够发射与辐射板20表面平行的预设电子注10，该电子注在各个通孔中激发产生一系列特定的谐振模式，这些谐振模式辐射到辐射板20上半空间中，并发生干涉。由于多个通孔30是阵列排布的，在多个方向上都具有周期性，使得该预设电子注10掠过辐射板20上的多个通孔30时，这些辐射在至少两个以上的周期方向上同时产生建设性干涉，形成在三维空间多个方向上的相干的Smith-Purcell辐射。
进一步的，与通过电子注掠过一维光栅产生的相干Smith-Purcell辐射不同的是，通过改变多个通孔30的阵列排布的结构参数、排布方式和预设电子注10的电子参数，可以在三维空间中实现对Smith-Purcell辐射的辐射方向的调控。
可选的，所述辐射板20为具有多个阵列排布的通孔30的金属板。
可选的，仍然参考图1，所述通孔30在平行于所述辐射板20表面的截面的形状为矩形；
所述矩形平行于第一方向的边长小于所述矩形平行于第二方向的边长；
所述第一方向为所述预设电子注10的前进方向；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
这些阵列排布的通孔30可以是以矩形阵列或平行四边形阵列的形式排布。具体地，参考图2-图5，图2中示出了以矩形阵列排布的多个通孔30，图3-图5中示出了以平行四边形阵列排布的多个通孔30。
在图2-图5中，多个通孔30由多个一维矩形孔阵列构成，这些一维矩形孔阵列在第一方向上按照一定的周期排列，当在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开的距离为零时，这些一维矩形孔阵列构成一个矩形阵列；当在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开一定的距离时，这些一维矩形孔阵列构成一个平行四边形阵列，在图3-图5中，分别示出了在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开0.125mm、0.25mm和0.375mm时的排布示意图。
但在本申请的其他实施例中，当多个所述通孔30以平行四边形阵列的形式排布时，在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开的距离的取值范围可以为(0mm，0.5mm]，或者说，在第二方向上相邻的两个通孔30，在第一方向上的距离的取值范围为(0mm，0.5mm]。这个错开的距离例如还可以是0.2mm，0.3mm，0.5mm等，本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。优选的，第一方向上相邻的两个通孔间的距离大于矩形在第一方向的边长的十倍。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述矩形平行于第一方向的边长小于预设波长的十分之一；
所述预设波长为辐射波长。
其中，辐射波长是指想要通过所述电磁波辐射***辐射出的Smith-Purcell辐射的辐射波长。
可选的，所述预设电子注10为截面为矩形的电子注。
需要说明的是，所述预设电子注10的截面是指利用垂直于辐射板20平面，且与通孔30平行于第二方向的边长平行的平面对预设电子注10进行截取获得的截面。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个具体实施例中，给出了一个具体的电磁波辐射***的具体参数和仿真结果，具体地，在本实施例中，所述辐射板20为具有多个阵列排布的通孔30的金属板，该金属板的厚度为0.5mm，通孔30形状为矩形孔，多个矩形孔构成二维矩形孔阵列，矩形孔平行于第二方向的边的边长为0.5mm，平行于第一方向的边的边长为0.05mm，二维矩形孔阵列由多个平行排列，沿第一方向延伸的一维矩形孔阵列构成，相邻一维矩形孔阵列在第一方向上的周期(在第一方向上相邻矩形孔之间的距离)为0.5mm，相邻一维矩形孔阵列在第二方向上的间距为0.75mm，相邻一维矩形孔阵列在第一方向的偏移量的取值在0mm-0.5mm之间取值，当该偏移量为0mm时，这些一维矩形孔阵列构成矩形阵列，电子注发射设备的电子注加速器电压为100kV。参考图2-图5，图2-图5给出了相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向上的不同偏移量时的俯视结构示意图；
图6给出了仿真得到的辐射频谱图，通过图6可知，通过所述电磁波辐射***得到的相干Smith-Purcell辐射主要有两个较强的辐射模式，在图6中，横坐标为相干Smith-Purcell辐射的辐射频率(Frequency)，单位太赫兹THz；纵坐标为电场强度(ElectricField)，单位a.u.为归一化单位。
图7给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列在第一方向上的偏移量取值为0.25mm时的0.29THz频率分量的三维辐射方向示意图，可见其在金属板上半空间主要有两个辐射方向，在金属板下方也有对称的辐射方向，图7中的phi表示x-y平面从x轴向y轴的偏移角度，theta表示x-z平面从z轴向x轴偏移的角度。
图8(a)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0mm时x-y平面(垂直于预设电子注10前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图8(b)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0.125mm时x-y平面(垂直于预设电子注10前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图8(a)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0.25mm时x-y平面(垂直于预设电子注10前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图8(a)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0.375mm时x-y平面(垂直于预设电子注10前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图8(a)-图8(d)中的phi表示x-y平面，Smith-Purcell辐射的辐射方向从x轴向y轴的角度偏移量。
从图8(a)-图8(d)中可见通过改变辐射板20上通孔30构成的二维矩形孔阵列的排布可以有效控制三维空间中相干Smith-Purcell辐射的辐射方向。
综上所述，本申请实施例提供了一种电磁波辐射***，所述电磁波辐射***的电子注发射设备能够发射与辐射板20表面平行的预设电子注10，该电子注在各个通孔中激发产生一系列特定的谐振模式，这些谐振模式辐射到辐射板20上半空间中，并发生干涉。由于多个通孔30是阵列排布的，在多个方向上都具有周期性，使得该预设电子注10掠过辐射板20上的多个通孔30时，这些辐射在至少两个以上的周期方向上同时产生建设性干涉，形成在三维空间多个方向上的相干的Smith-Purcell辐射。
进一步的，与通过电子注掠过一维光栅产生的相干Smith-Purcell辐射不同的是，通过改变多个通孔30的阵列排布的结构参数、排布方式和预设电子注10的电子参数，可以在三维空间中实现对Smith-Purcell辐射的辐射方向的调控。
另外，本申请实施例提供的电磁波辐射***具有加工方便、易于制造、需要的电子能量较低的优点。
相应的，本申请实施例还提供了一种电磁波辐射方法，如图9所示，用于产生相干Smith-Purcell辐射，所述电磁波辐射方法包括：
S101：提供电磁波辐射***，所述电磁波辐射***为上述任一实施例所述的电磁波辐射***；
S102：设置具有多个阵列排布的通孔的辐射板位于预设平面；
S103：利用电子注发射设备，向所述辐射板的一侧发射与所述辐射板表面平行的预设电子注，以使所述预设电子注激励多个阵列排布的通孔，产生相干Smith-Purcell辐射。
所述电磁波辐射***的电子注发射设备能够发射与辐射板表面平行的预设电子注，该电子注在各个通孔中激发产生一系列特定的谐振模式，这些谐振模式辐射到辐射板上半空间中，并发生干涉。由于多个通孔是阵列排布的，在多个方向上都具有周期性，使得该预设电子注掠过辐射板上的多个通孔时，这些辐射在至少两个以上的周期方向上同时产生建设性干涉，形成在三维空间多个方向上的相干的Smith-Purcell辐射。
进一步的，与通过电子注掠过一维光栅产生的相干Smith-Purcell辐射不同的是，通过改变多个通孔的阵列排布的结构参数、排布方式和预设电子注的电子参数，可以在三维空间中实现对Smith-Purcell辐射的辐射方向的调控。
可选的，所述辐射板为具有多个阵列排布的通孔的金属板。
可选的，所述通孔在平行于所述辐射板表面的截面的形状为矩形；
所述矩形平行于第一方向的边长小于所述矩形平行于第二方向的边长；
所述第一方向为所述预设电子注的前进方向；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
这些阵列排布的通孔可以是以矩形阵列或平行四边形阵列的形式排布。具体地，参考图2-图5，图2中示出了以矩形阵列排布的多个通孔，图3-图5中示出了以平行四边形阵列排布的多个通孔。
在图2-图5中，多个通孔由多个一维矩形孔阵列构成，这些一维矩形孔阵列在第一方向上按照一定的周期排列，当在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开的距离为零时，这些一维矩形孔阵列构成一个矩形阵列；当在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开一定的距离时，这些一维矩形孔阵列构成一个平行四边形阵列，在图3-图5中，分别示出了在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开0.125mm、0.25mm和0.375mm时的排布示意图。
但在本申请的其他实施例中，当多个所述通孔以平行四边形阵列的形式排布时，在第二方向上相邻的一维矩形孔阵列，在第一方向上错开的距离的取值范围可以为(0mm，0.5mm]，或者说，在第二方向上相邻的两个通孔，在第一方向上的距离的取值范围为(0mm，0.5mm]。这个错开的距离例如还可以是0.2mm，0.3mm，0.5mm等，本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。优选的，第一方向上相邻的两个通孔间的距离大于矩形在第一方向的边长的十倍。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述矩形平行于第一方向的边长小于预设波长的十分之一；
所述预设波长为辐射波长。
其中，辐射波长是指想要通过所述电磁波辐射***辐射出的Smith-Purcell辐射的辐射波长。
可选的，所述预设电子注为截面为矩形的电子注。
需要说明的是，所述预设电子注的截面是指利用垂直于辐射板平面，且与通孔平行于第二方向的边长平行的平面对预设电子注进行截取获得的截面。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个具体实施例中，给出了一个具体的电磁波辐射***的具体参数和仿真结果，具体地，在本实施例中，所述辐射板为具有多个阵列排布的通孔的金属板，该金属板的厚度为0.5mm，通孔形状为矩形孔，多个矩形孔构成二维矩形孔阵列，矩形孔平行于第二方向的边的边长为0.5mm，平行于第一方向的边的边长为0.05mm，二维矩形孔阵列由多个平行排列，沿第一方向延伸的一维矩形孔阵列构成，相邻一维矩形孔阵列在第一方向上的周期(在第一方向上相邻矩形孔之间的距离)为0.5mm，相邻一维矩形孔阵列在第二方向上的间距为0.75mm，相邻一维矩形孔阵列在第一方向的偏移量的取值在0mm-0.5mm之间取值，当该偏移量为0mm时，这些一维矩形孔阵列构成矩形阵列，电子注发射设备的电子注加速器电压为100kV。参考图2-图5，图2-图5给出了相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向上的不同偏移量时的俯视结构示意图；
图6给出了仿真得到的辐射频谱图，通过图6可知，通过所述电磁波辐射***得到的相干Smith-Purcell辐射主要有两个较强的辐射模式。
图7给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列在第一方向上的偏移量取值为0.25mm时的0.29THz频率分量的三维辐射方向示意图，可见其在金属板上半空间主要有两个辐射方向，在金属板下方也有对称的辐射方向。
图8(a)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0mm时x-y平面(垂直于预设电子注前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图8(b)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0.125mm时x-y平面(垂直于预设电子注前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图8(a)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0.25mm时x-y平面(垂直于预设电子注前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
图8(a)给出了仿真得到的相邻一维矩形孔阵列具有在第一方向的偏移量为0.375mm时x-y平面(垂直于预设电子注前进方向)内的0.29THz频率分量的辐射方向示意图；
从图8(a)-图8(d)中可见通过改变辐射板上通孔构成的二维矩形孔阵列的排布可以有效控制三维空间中相干Smith-Purcell辐射的辐射方向。
综上所述，本申请实施例提供了一种电磁波辐射***及辐射方法，其中，所述电磁波辐射***的电子注发射设备能够发射与辐射板表面平行的预设电子注，该电子注在各个通孔中激发产生一系列特定的谐振模式，这些谐振模式辐射到辐射板上半空间中，并发生干涉。由于多个通孔是阵列排布的，在多个方向上都具有周期性，使得该预设电子注掠过辐射板上的多个通孔时产生激发辐射，这些辐射在至少两个以上的周期方向上同时产生建设性干涉，形成在三维空间多个方向上的相干的Smith-Purcell辐射。
进一步的，与通过电子注掠过一维光栅产生的相干Smith-Purcell辐射不同的是，通过改变多个通孔的阵列排布的结构参数、排布方式和预设电子注的电子参数，可以在三维空间中实现对Smith-Purcell辐射的辐射方向的调控。
另外，本申请实施例提供的电磁波辐射***具有加工方便、易于制造、需要的电子能量较低的优点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电磁波辐射***，其特征在于，用于产生相干Smith-Purcell辐射，所述电磁波辐射***包括：
辐射板，所述辐射板具有多个呈二维阵列排布的通孔；
电子注发射设备，用于向所述辐射板的一侧发射与所述辐射板表面平行的预设电子注，以使所述预设电子注激励多个阵列排布的通孔，产生相干Smith-Purcell辐射。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述通孔在平行于所述辐射板表面的截面的形状为矩形；
所述矩形平行于第一方向的边长小于所述矩形平行于第二方向的边长；
所述第一方向为所述预设电子注的前进方向；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，多个所述通孔以矩形阵列或平行四边形阵列的形式排布。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，当多个所述通孔以平行四边形阵列的形式排布时，在第二方向上相邻的两个通孔，在第一方向上的距离的取值范围为(0mm，0.5mm]；
第一方向上相邻的两个通孔间的距离大于矩形在第一方向的边长的十倍。
5.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述矩形平行于第一方向的边长小于预设波长的十分之一；
所述预设波长为辐射波长。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述预设电子注为截面为矩形的电子注。
7.一种电磁波辐射方法，其特征在于，用于产生相干Smith-Purcell辐射，所述电磁波辐射方法包括：
提供电磁波辐射***，所述电磁波辐射***为权利要求1-6任一项所述的电磁波辐射***；
设置具有多个阵列排布的通孔的辐射板位于预设平面；
利用电子注发射设备，向所述辐射板的一侧发射与所述辐射板表面平行的预设电子注，以使所述预设电子注激励多个阵列排布的通孔，产生相干Smith-Purcell辐射。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通孔在平行于所述辐射板表面的截面的形状为矩形；
所述矩形平行于第一方向的边长小于所述矩形平行于第二方向的边长；
所述第一方向为所述预设电子注的前进方向；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，多个所述通孔以矩形阵列或平行四边形阵列的形式排布。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当多个所述通孔以平行四边形阵列的形式排布时，在第二方向上相邻的两个通孔，在第一方向上的距离的取值范围为(0mm，0.5mm]；
第一方向上相邻的两个通孔间的距离大于矩形在第一方向的边长的十倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810034879.XA CN108258574B (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种电磁波辐射***及辐射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810034879.XA CN108258574B (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种电磁波辐射***及辐射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108258574A CN108258574A (zh) | 2018-07-06 |
| CN108258574B true CN108258574B (zh) | 2019-11-22 |
Family
ID=62726636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810034879.XA Active CN108258574B (zh) | 2018-01-15 | 2018-01-15 | 一种电磁波辐射***及辐射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108258574B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108258574B (zh) * | 2018-01-15 | 2019-11-22 | 中国科学技术大学 | 一种电磁波辐射***及辐射方法 |
| CN109119311B (zh) * | 2018-08-28 | 2020-01-31 | 中国科学技术大学 | 一种相干电磁辐射产生***及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103532505A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-22 | 电子科技大学 | 应用于太赫兹放大器的槽孔高频装置 |
| CN104103476A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-15 | 北京大学 | 一种基于微脉冲电子枪的太赫兹光源*** |
| CN105207042A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 中国科学院电子学研究所 | 一种具有椭圆槽光栅结构的太兹波辐射源 |
| CN105826150A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-03 | 中国科学技术大学 | 一种基于特异Smith-Purcell效应的太赫兹辐射源 |
| CN105938972A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-09-14 | 中国科学技术大学 | 一种基于双电子注双光栅的太赫兹自由电子激光源 |
| CN106601573A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-04-26 | 中国科学技术大学 | 一种电磁辐射源 |
| CN107093538A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-25 | 中国科学技术大学 | 基于两段矩形光栅的史密斯‑帕赛尔电磁辐射源 |
| CN108258574A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 中国科学技术大学 | 一种电磁波辐射***及辐射方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3004294B1 (fr) * | 2013-04-05 | 2015-05-15 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif et procede de generation d'un rayonnement smith-purcell coherent. |
-
2018
- 2018-01-15 CN CN201810034879.XA patent/CN108258574B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103532505A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-22 | 电子科技大学 | 应用于太赫兹放大器的槽孔高频装置 |
| CN104103476A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-15 | 北京大学 | 一种基于微脉冲电子枪的太赫兹光源*** |
| CN105207042A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 中国科学院电子学研究所 | 一种具有椭圆槽光栅结构的太兹波辐射源 |
| CN105826150A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-03 | 中国科学技术大学 | 一种基于特异Smith-Purcell效应的太赫兹辐射源 |
| CN105938972A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-09-14 | 中国科学技术大学 | 一种基于双电子注双光栅的太赫兹自由电子激光源 |
| CN106601573A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-04-26 | 中国科学技术大学 | 一种电磁辐射源 |
| CN107093538A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-25 | 中国科学技术大学 | 基于两段矩形光栅的史密斯‑帕赛尔电磁辐射源 |
| CN108258574A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 中国科学技术大学 | 一种电磁波辐射***及辐射方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 基于史密斯－帕赛尔效应的太赫兹振荡器的;孟现柱，王明红，张黎明，任忠民;《光子学报》;20160430 * |
| 新型三反射镜准光腔及孔阵列结构太赫兹辐射源的基础研究;周玉聪;《电子科技大学博士论文集》;20160531 * |
| 辐射电磁波按等比级数排列的裂缝天线阵列;何征宇;《遥测遥控》;19970714 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108258574A (zh) | 2018-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105207042B (zh) | 一种具有椭圆槽光栅结构的太兹波辐射源 | |
| CN108258574B (zh) | 一种电磁波辐射***及辐射方法 | |
| CN107093538A (zh) | 基于两段矩形光栅的史密斯‑帕赛尔电磁辐射源 | |
| CN106601573B (zh) | 一种电磁辐射源 | |
| CN105938972B (zh) | 一种基于双电子注双光栅的太赫兹自由电子激光源 | |
| CN107425291A (zh) | 产生任意指向的贝塞尔波束的天线 | |
| CN104507250B (zh) | 一种等离子体光子晶体的产生装置 | |
| CN107863672B (zh) | 一种电磁波辐射方法及辐射*** | |
| CN105826150B (zh) | 一种基于特异Smith‑Purcell效应的太赫兹辐射源 | |
| CN105742141A (zh) | 一种太赫兹磁辐射源 | |
| CN105244627A (zh) | 可调谐单向微波隐身器件 | |
| CN108899637A (zh) | 一种基于衍射周期结构的高功率微波模转天线 | |
| CN105609965B (zh) | 一种产生贝塞尔波束的天线 | |
| CN103219567A (zh) | 一种超材料模式转换器 | |
| CN103779763B (zh) | 一种基于阵列光栅结构的太赫兹功率源高频结构 | |
| CN109904048A (zh) | 一种太赫兹辐射的激发方法 | |
| CN103532505B (zh) | 应用于太赫兹放大器的槽孔高频装置 | |
| CN108550509B (zh) | 一种电磁波辐射***及电磁波辐射方法 | |
| CN204885448U (zh) | 一种超材料 | |
| US9466940B2 (en) | Graphene illuminator, and heat dissipating apparatus and optical transmission network node using the graphene illuminator | |
| CN111816535A (zh) | 一种基于介质光栅Smith-Purcell效应的相干电磁波辐射*** | |
| KR20200037553A (ko) | 온도 조절용 슬롯 도파관 어셈블리 및 이를 포함하는 건조기 시스템 | |
| CN107706702B (zh) | 一种电磁波辐射***以及方法 | |
| CN209298342U (zh) | 微带漏波天线 | |
| Mao et al. | Orbital angular momentum generation using circular ring resonators in radio frequency |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |