[發明專利]一種增強史密斯帕塞爾輻射的光柵

在審

• 申請號: 201810570016.4
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108761609A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 張平;王小松
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;H01J23/027;H01J23/06
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

本發明公開了一種增強史密斯帕塞爾輻射的光柵，屬于光柵技術領域。本發明包括電子發射極、光柵齒、光柵槽、金屬隔板和電子收集極；電子發射極和電子收集極分別位于光柵結構兩端的上方；光柵齒與光柵槽周期性間隔排布；每個光柵槽中均豎直放置有金屬隔板。本發明在光柵結構的槽中加金屬隔板的結構，形成諧振，使史密斯帕塞爾輻射的方向集中在金屬光柵的上半空間，與現有技術的Smith?Purcell輻射相比，提高Smith?Purcell的輻射功率。

技術領域

本發明屬于光柵技術領域，具體涉及一種增強史密斯帕塞爾輻射的光柵。

背景技術

電子掠過金屬光柵表面激發出Smith-Purcell(史密斯帕賽爾)輻射，其輻射機制可以看作是電子在金屬光柵上方運動時，在光柵中誘導出鏡像電荷，形成電流，激發出輻射，其輻射的頻率范圍與光柵的周期和電子運動速度相關。基于Smith-Purcell的輻射機制，后來發展了orotron(奧羅)和Smith-Purcell自由電子激光等輻射源。其中，orotron是光柵鑲嵌在一個反射鏡上，而光柵的正上方加載一個反射鏡，光柵和反射鏡構成一個準光諧振腔，該諧振腔能對其中某些輻射頻率進行諧振，然后輸出。傳統電真空器件，如返波管、速調管，其一般工作在封閉的金屬腔，要求結構尺寸與波長共度，即工作波長越短時，要求的結構尺寸越小，因此這也成為電真空器件向高頻發展的瓶頸之一。對于Orotron采用準光諧振腔，可以工作在更高的頻率，如毫米波、太赫茲波段。

提高Smith-Purcell輻射的功率，將有助于基于Smith-Purcell輻射的輻射源(例如Orotron)研究。因此，采用一種從物理機制層面提高Smith-Purcell輻射功率的光柵具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種增強史密斯帕塞爾輻射的光柵。

本發明所提出的技術問題是這樣解決的：

一種增強史密斯帕塞爾輻射的光柵，包括電子發射極、光柵齒1、光柵槽2、金屬隔板3和電子收集極；電子發射極和電子收集極分別位于光柵結構兩端的上方；光柵齒1與光柵槽2周期性間隔排布；每個光柵槽2中均豎直放置有金屬隔板3；每個光柵槽2中的金屬隔板3的數目與位置均相同；金屬隔板3的高度與光柵槽2的深度一致，寬度與光柵槽2的寬度(兩個相鄰光柵齒之間的間距)一致；

每個光柵槽2中均豎直放置有一個金屬隔板；

每個光柵槽2中均豎直放置有多個金屬隔板，金屬隔板沿光柵槽長度方向的間距可調；多個金屬隔板沿光柵槽長度方向呈周期性排布；

電子發射極發射電子團或電子注；

電子發射極的形狀為帶狀、圓形或橢圓形。

本發明的有益效果是：

本發明在光柵結構的槽中加金屬隔板的結構，形成諧振，使史密斯帕塞爾輻射的方向集中在金屬光柵的上半空間，與現有技術的Smith-Purcell輻射相比，提高Smith-Purcell的輻射功率。

附圖說明

圖1為本發明所述光柵的結構示意圖，其中(a)為俯視圖，(b)為正視圖；

圖2為本發明所述光柵輻射電場的等位圖；

圖3為本發明所述光柵輻射場的時域波形；

圖4為本發明所述加隔板光柵史密斯帕塞爾輻射場與普通光柵史密斯帕塞爾輻射場的時域波形和頻譜比較圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步的說明。