[发明专利]一种基于自由电子激光的可调谐窄带紧凑型太赫兹辐射源

权利要求书

1.一种基于自由电子激光的可调谐窄带紧凑型太赫兹辐射源，其特征在于，包括：激光源、脉冲堆积光路、反射镜、光阴极多腔微波电子枪、螺线管线圈及波荡器；其中：

激光源出射的激光脉冲通过脉冲堆积光路经过n次堆积后产生由2ⁿ个激光脉冲组成的激光脉冲串；

该激光脉冲串经反射镜照射在光阴极多腔微波电子枪的阴极表面，通过光电效应在阴极表面发射出电子束团串，通过光阴极多腔微波电子枪腔室内微波功率源产生的微波场对电子束团串进行加速，并利用螺线管线圈的磁场进行横向聚焦后，得到一串间隔近似相等的且长度小于预设值的束团，这一束团串在基波及其初始的多个高次谐波上都有高于预定值的群聚，进入波荡器从而激发出THz波段的相干电磁辐射；

波荡器辐射的频率由其共振条件决定，通过调节电子能量和波荡器磁场强度均能实现辐射频率的调节；通过调节电子束团串的重复频率使其与波荡器辐射频率共振，来实现电子束团串中所有微脉冲产生的辐射实现相干增强，其中，电子束团串的重复频率通过调节激光脉冲串的重复频率实现；

通过调节波荡器磁场大小，使其共振波长依次与电子束团串重复频率的基波、二次谐波、三次谐波以及三次以上谐波相等，从而数倍扩大THz波段的相干电磁辐射的波长范围。

2.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的可调谐窄带紧凑型太赫兹辐射源，其特征在于，

所述光阴极多腔微波电子枪与一真空管道连接，该真空管道的四周设有螺线管线圈且该真空管道处于螺线管线圈中心位置，所述反射镜置于真空管道中；

激光脉冲串通过真空管道上的窗口入射至反射镜表面，并被反射至光阴极多腔微波电子枪的阴极表面；光阴极多腔微波电子枪出口射出的电子束团串经由真空管道后，从波荡器的磁极间隙间通过，从而激发出THz波段的相干电磁辐射。

3.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的可调谐窄带紧凑型太赫兹辐射源，其特征在于，所述激光源出射的激光脉冲通过脉冲堆积光路经过n次堆积后产生由2ⁿ个激光脉冲组成的激光脉冲串包括：

激光源出射偏振方向为水平或垂直的激光脉冲经过波片后偏振角度旋转45度，再经过偏振分光棱镜分成幅度相同的偏振方向分别为水平、垂直的两个微脉冲，之后再通过一个偏振分光棱镜将两个微脉冲组合在一起，两个脉冲之间的间隔通过光学延迟线控制，此为一组堆积光路的处理过程；

之后，再通过n-1组堆积光路处理，形成由2ⁿ个微脉冲组成的激光脉冲串。