[发明专利]用于高效产生光辐射的光学磁控管,以及1/2λ引发的磁控管振荡模式工作

权利要求书

1.一种光学磁控管，包括：

由阳极-阴极空间分开的一阳极和一阴极；

用于在阳极与阴极之间施加直流电压和跨过阳极-阴极空间建立电场的电气插头；

设置至少一个磁铁，以在阳极-阴极空间内提供通常与该电场垂直的直流磁场；以及

多个谐振腔，每个谐振腔具有一沿限定阳极-阴极空间的阳极表面的开口，从而使从阴极发射的电子受到电场和磁场的影响，以遵循通过阳极-阴极空间的路径，并紧邻谐振腔的开口通过而在谐振腔中产生谐振场；

其中将每个谐振腔设计成在波长λ近似为10微米或更小的频率处谐振。

2.如权利要求1所述的磁控管，其中该多个谐振腔包括在阳极中形成的多个基本上等深度的径向槽。

3.如权利要求1所述的磁控管，其中该多个谐振腔包括在阳极中形成的至少两种不同深度交替出现的径向槽。

4.如权利要求1所述的磁控管，其中该多个谐振腔包括多个径向槽，并且多个径向槽中的至少一部分被耦合到一公共谐振器上。

5.如权利要求4所述的磁控管，其中该公共谐振器包括至少一个环绕阳极外圆周的公共谐振腔。

6.如权利要求5所述的磁控管，其中该公共谐振器包括单个公共谐振腔，并且在阳极中形成的多个径向槽之中仅每隔一个径向槽被耦合到该谐振腔上。

7.如权利要求5所述的磁控管，其中该公共谐振器包括环绕阳极外圆周的多个公共谐振腔。

8.如权利要求7所述的磁控管，其中在阳极中形成的多个径向槽之中，奇数槽被耦合到多个公共谐振腔中的第一个，偶数槽被耦合到多个公共谐振腔中的第二个。

9.如权利要求5所述的磁控管，其中该公共谐振腔具有一限定腔外壁的弯曲表面。

10.如权利要求1所述的磁控管，其中该多个谐振腔中的至少一个被耦合到至少一个输出端口，以输出波长为λ的电磁能。

11.如权利要求10所述的磁控管，其中该输出端口包括一对于波长为λ的电磁能通常为透明的输出窗口。

12.一种通信系统，包括：

一根据权利要求1所述的光学磁控管；以及

为了传输信息而对光学磁控管的输出进行调制的装置。

13.一种光学磁控管，包括：

一具有半径rc的圆柱形阴极；

一具有半径ra的环状阳极，该阳极与阴极共轴对齐以便限定一具有宽度wa＝ra-rc的阳极-阴极空间；

用于在阳极与阴极之间施加直流电压和跨过阳极-阴极空间建立电场的电气插头；

设置至少一个磁铁，以在阳极-阴极空间中提供通常垂直于该电场的直流磁场；以及

多个谐振腔，每个谐振腔具有一沿限定阳极-阴极空间的阳极表面的开口，从而使从阴极发射的电子受到电场和磁场的影响，以遵循通过阳极-阴极空间的路径，并紧邻谐振腔的开口通过而在谐振腔中产生谐振场；

其中将每个谐振腔设计成在具有波长λ的频率处谐振，并且阳极表面的周长2πra大于λ。

14.如权利要求13所述的磁控管，其中该多个谐振腔包括形成在阳极中的基本为等深度的多个径向槽。

15.如权利要求13所述的磁控管，其中该多个谐振腔包括形成在阳极中的至少两种不同深度交替出现的径向槽。

16.如权利要求13所述的磁控管，其中该多个谐振腔包括多个径向槽，并且该多个径向槽中至少一部分被耦合到一公共谐振器上。

17.如权利要求16所述的磁控管，其中该公共谐振器包括环绕阳极外圆周的至少一个公共谐振腔。

18.如权利要求17所述的磁控管，其中该公共谐振器包括单个公共谐振腔，并且在阳极中形成的多个径向槽之中仅每隔一个径向槽被耦合到该谐振腔上。

19.如权利要求17所述的磁控管，其中该公共谐振器包括环绕阳极外圆周的多个公共谐振腔。

20.如权利要求19所述的磁控管，其中在阳极中形成的多个径向槽之中，奇数槽被耦合到多个公共谐振腔中的第一个，偶数槽被耦合到多个公共谐振腔中的第二个。