[发明专利]一种多通带太赫兹三层真空窗及其实现方法

说明书

本发明公开了一种多通带太赫兹三层真空窗及其实现方法。本发明采用第一至第三介质窗片的三层窗结构，满足真空密封的需求，第一和第三介质窗片与第二介质窗片的谐振频率相互作用，促使谐振频率处带宽变宽，形成具有宽带特性的多通带，相对于单片窗来讲极大拓宽了透过的频带宽度，同时实现了多通带传输；采用第一至第三介质窗片依次间隔在第一至第四圆环支撑架中形成对称结构，圆环支撑架将介质窗片固定并真空密封，并辅助调节带宽；本发明整体结构简单，圆环支撑架与圆柱波导焊接实现真空密封，介质窗片在满足电磁波穿透性能的同时具有易于加工，成本较低的优势。

技术领域

本发明涉及宽带真空输出窗领域，具体涉及一种多通带太赫兹三层真空窗及其实现方法。

背景技术

太赫兹波是振荡频率位于0.1-10THz(1THz＝10¹²Hz)的电磁波。近年来，全世界各国研究学者对太赫兹技术给予了极大关注，使得太赫兹波的产生、探测及应用技术等都取得了很大进步，形成了一个新兴交叉学科领域——太赫兹科学技术。太赫兹技术在通信、生物医疗、雷达成像、无损检测等方面具有重要作用。由于太赫兹可以提供高达10Gb/s以上的无线传输速率，太赫兹通信成为太赫兹技术应用的重要领域之一。太赫兹波通信系统离不开各种太赫兹波功能器件的性能保障。虽然国内外对于太赫兹波功能器件的研究已经逐渐展开，但是太赫兹波功能器件作为太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，相比太赫兹波产生和检测装置及太赫兹波传输波导的快速发展，仍然需要投入大量的人力和物力进行深入的探索和研究。

三层真空介质窗在太赫兹中应用广泛。随着太赫兹技术的发展，大功率的太赫兹源的应用越来越广泛，而真空电子学方法在太赫兹辐射源的产生中具有重要作用。真空输出窗作为真空太赫兹辐射源的关键输出部件，尤其是作为微波电真空器件、加速器等其他高功率微波电子系统的关键部件之一，对系统的带宽、效率以及可靠性有着重要的影响，甚至在某些情况下决定了系统研制的成败与否。因此，设计出在太赫兹波段实现超宽带、低反射的输出窗是一项重要的工作。目前国内外很多科研机构都致力于这方面的研究，并取得了一定的进展，但是至今还未有实现多通带三层窗的超高真空封接窗的报道。现有的太赫兹波段三层窗往往结构复杂，而且带宽较窄，难以满足太赫兹波超宽带的需求。带宽是太赫兹波器件发展过程中的一项关键指标，因此有必要设计一种结构简单，成本低的多通带太赫兹三层真空窗以满足未来太赫兹波技术应用需要。

现有阶段三层真空介质窗结构一般包括：圆形法兰、圆形铜环和窗片；其中，圆形铜环和窗片依次间隔连接，放置在圆形法兰中。现有的这种三层结构虽然可以满足一般输出系统的要求，但是无法实现太赫兹波段多通带的需求。

发明内容

为了解决现有三层真空介质窗结构复杂，带宽有限且成本高的不足的问题，本发明提出了一种多通带太赫兹三层真空窗及其实现方法。

本发明的一个目的在于提出一种多通带太赫兹三层真空窗。