[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

摘要

本发明公开了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，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，进入波荡器从而激发出THz波段的相干电磁辐射。本发明公开的方案具有结构紧凑、技术上容易实现、频率连续可调、窄带宽的特点。

主权项

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：/n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；/n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；/n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；/n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。/n