[发明专利]基于两段矩形光栅的史密斯‑帕赛尔电磁辐射源

摘要

本发明公开了一种基于两段矩形光栅的史密斯‑帕赛尔电磁辐射源，包括产生矩形带状电子注的电子枪、大尺寸平板金属矩形光栅、小尺寸平板金属矩形光栅和收集极；电子枪与收集极相对应，大尺寸平板金属矩形光栅和小尺寸平板金属矩形光栅依次放置在电子枪于收集极之间，大尺寸平板金属矩形光栅和小尺寸平板金属矩形光栅的上表面到所述矩形带状电子注的距离相等；电子枪产生匀速的矩形带状电子注依次地掠过所述大尺寸平板金属矩形光栅和小尺寸平板金属矩形光栅的上表面，最后进入收集极。与传统Smith‑Purcell自由电子激光相比，可以使Smith‑Purcell自由电子激光工作在更高次谐波上，辐射频率提高2到3倍。

主权项

一种基于两段矩形光栅的史密斯‑帕赛尔电磁辐射源，其特征在于，包括产生矩形带状电子注的电子枪、大尺寸平板金属矩形光栅、小尺寸平板金属矩形光栅和收集极；所述电子枪与收集极相对应，所述大尺寸平板金属矩形光栅和小尺寸平板金属矩形光栅依次放置在电子枪于收集极之间，所述大尺寸平板金属矩形光栅和小尺寸平板金属矩形光栅的上表面到所述矩形带状电子注的距离相等；所述电子枪产生匀速的矩形带状电子注依次地掠过所述大尺寸平板金属矩形光栅和小尺寸平板金属矩形光栅的上表面，最后进入所述收集极；所述矩形带状电子注在所述大尺寸平板金属矩形光栅表面与反向慢波相互作用，进而产生电子群聚，形成一系列周期性排列的电子团，这些电子团在光栅表面产生相干的普通Smith‑Purcell辐射，辐射频率为电子团群聚频率的正整数倍，当这些电子团进入到所述小尺寸平板金属矩形光栅表面时，小尺寸平板金属矩形光栅产生特异Smith‑Purcell辐射，辐射频率也为电子团群聚频率的正整数倍，所述大尺寸平板金属矩形光栅表面产生的相干普通Smith‑Purcell辐射能产生两倍于群聚频率的电磁辐射，所述小尺寸平板金属矩形光栅的特异Smith‑Purcell辐射能产生五倍甚至六倍的电磁辐射。