[發明專利]一種相干電磁輻射產生系統及方法

有效

• 申請號: 201810986147.0
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109119311B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 劉維浩;劉予誠;陸亞林;王琳;賈啟卡
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01J27/00
• 分類號: H01J27/00;H01J27/20;H01J23/02
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 王寶筠

本發明提供了一種相干電磁輻射產生系統及方法，金屬板上至少具有第一亞波長孔陣列，第一亞波長孔陣列至少包括沿第一方向、第二方向陣列排布的多個矩形孔，電子注產生裝置產生沿特定方向運動的薄片狀的電子注，并使電子注從第一亞波長孔陣列上掠過，形成在三維空間特定方向上的相干電磁輻射。由于矩形孔的尺寸在毫米量級至微米量級范圍內，因此，亞波長孔陣列可以應用在毫米波頻段及太赫茲波頻段內，并產生在三維空間特定方向上的相干電磁輻射，從而提供了一種在毫米波頻段及太赫茲波頻段內的亞波長陣列的新的應用方式。

技術領域

本發明涉及電磁學技術領域，更具體地說，涉及一種相干電磁輻射產生系統及方法。

背景技術

近年來，金屬薄膜上的亞波長孔陣列的異常光透射現象引起了人們的廣泛關注。由于金屬薄膜上的亞波長孔陣列可以在亞波長尺度范圍內對光的偏振(極化)和傳播方向進行有效調控，因此，已經成為現代納米光學和亞波長光學的核心元件。

現有技術中關于金屬薄膜上的亞波長孔陣列的研究大多集中在可見光頻段，在可見光頻段金屬薄膜上的亞波長孔陣列的異常光透射現象主要歸因于金屬的表面等離激元。但是，在金屬的表面等離激元的效應并不顯著的毫米波頻段及太赫茲波頻段，金屬薄膜上的亞波長孔陣列的應用鮮少被研究。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種相干電磁輻射產生系統及方法，以提供一種應用在毫米波頻段及太赫茲波頻段的亞波長陣列，并通過該亞波長陣列產生相干電磁輻射。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種相干電磁輻射產生系統，包括：

金屬板，所述金屬板上至少具有第一亞波長孔陣列，所述第一亞波長孔陣列包括沿第一方向、第二方向陣列排布的多個矩形孔，所述第一方向與所述第二方向垂直，所述矩形孔為貫穿所述金屬板的通孔，且所述矩形孔的尺寸在毫米量級至微米量級范圍內；

電子注產生裝置，用于產生沿某一方向運動的薄片狀的電子注，并使所述電子注從所述金屬板上的亞波長孔陣列上掠過，形成在三維空間特定方向上的相干電磁輻射。

可選地，所述電子注的運動方向與所述第一方向之間具有一夾角，所述相干電磁輻射的輻射方向由所述夾角的大小決定的。

可選地，所述矩形孔的長度和寬度之比在10～20的范圍內；所述矩形孔的高度大于所述寬度的1倍、小于所述長度的2倍。

可選地，所述矩形孔在所述第一方向上的間距與所述矩形孔的寬度之比在10～20的范圍內；

所述矩形孔在所述第二方向上的間距與所述矩形孔在所述第一方向上的間距之比在1.2～2的范圍內。

可選地，所述金屬板上還具有第二亞波長孔陣列和第三亞波長孔陣列；

所述第二亞波長孔陣列包括沿第三方向、第四方向排列的多個矩形孔，所述第三方向與所述第一方向和所述第二方向的夾角都等于45°，所述第四方向與所述第三方向垂直；

所述第三亞波長孔陣列包括沿第五方向、第六方向排列的多個矩形孔，所述第五方向與所述第一方向平行，所述第六方向與所述第二方向平行。

可選地，所述第一亞波長孔陣列中的多個矩形孔與所述第三亞波長陣列中的多個矩形孔圍成多個矩形區域，所述第二亞波長陣列中的多個矩形孔分別位于所述多個矩形區域內，且所述矩形區域內的矩形孔位于所述矩形區域的一條對角線上。

可選地，所述電子注產生裝置包括陰極和電子注加速器；

所述陰極為橫截面為矩形的陰極，所述陰極用于產生薄片狀的電子注；

所述電子注加速器用于對所述電子注加速，以使所述電子注沿某一方向運動。

可選地，所述金屬板為金屬圓盤。