THz双光栅绕射辐射器件高频系统研究

【摘要】THz波所具有的独特性质，使其在诸多领域都拥有着巨大的发展前景，被誉为改变未来世界的十大技术之一，被认为是下一代IT产业的基础。THz波段是人类完全认识和利用的最后一个电磁辐射频段，也被称为“THz空隙”（THzGap）。但是，由于缺乏有效可行的THz辐射源以及检测手段，使得目前THz技术的发展和应用受到很大的局限。相对于利用半导体材料等其它技术产生THz波，THz真空电子器件有望在提供较高输出功率的同时保持紧凑结构。而基于光栅结构的绕射辐射振荡器件正是一种新型的THz波辐射源器件，由于兼有结构紧凑、频率覆盖广、工作电压低及易加工等特点，受到高度的关注，已成为THz辐射源器件中的热点研究领域。论文在总结了THz绕射辐射源器件发展现状的基础上，针对双开槽型的双光栅绕射辐射振荡器结构进行了深入的研究。首先，利用矩形波导谐振腔理论对振荡器的开放式谐振腔结构进行了分析，并利用数值计算对其进行了验证与进一步的研究，给出了一组针对三倍波长深度光栅槽结构的修正公式。其次，对绕射辐射振荡器中两种工作模式的工作条件进行了分析，并对双光栅各结构参数对其色散特性的影响进行了研究。最后，在以上分析与计算的基础上设计了300GHz双开槽型双光栅绕射辐射振荡器的结构及工作参数，并利用三维粒子仿真软件进行了数值计算与优化。通过分析振荡器的数值计算结果，可以看出：300GHz双开槽型双光栅绕射辐射振荡器在保持了结构紧凑的前提下，所产生的300GHz连续输出信号具有很好的频率单一性及稳定性，达到了瓦级的功率输出。
【作者】杨路路；
【导师】杨军；
【作者基本信息】合肥工业大学，仪器科学与技术，2014，硕士
【关键词】太赫兹；开放式谐振腔；色散特性；双光栅；辐射源；粒子仿真；

【参考文献】
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