新型史密斯-帕塞尔效应可调辐射源研究 被引量：7

1

作者 陈嘉钰 王明红 +2 位作者 杨梓强 兰峰 梁正 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1289-1292,共4页

提出采用中等能量的相对论环状电子注激励轴对称三曲面反射镜、绕射光栅系统,产生毫米波、远红外波段辐射的新型准光学可调辐射源实验方案,这是一种基于史密斯帕塞尔效应的自由电子激光。由于引入新型准光学谐振腔系统,可以改变能量输... 提出采用中等能量的相对论环状电子注激励轴对称三曲面反射镜、绕射光栅系统,产生毫米波、远红外波段辐射的新型准光学可调辐射源实验方案,这是一种基于史密斯帕塞尔效应的自由电子激光。由于引入新型准光学谐振腔系统,可以改变能量输出方向的角度,从原理上讲,可制造一系列模型,产生可调频率的短毫米波、远红外波段相干辐射。采用环状电子注比带状电子注稳定性高,便于成型和聚焦;采用新腔体后增长了电子注与高频场的互作用范围;新型准光腔具有较小的绕射损耗。新方案的这些特点,进一步提高器件的输出功率,改善了高频特性。介绍这种新辐射源在3mm波段的粒子模拟计算初步结果,其输出功率达数百千瓦以上;同时给出准光学谐振腔高频系统的模拟计算和冷测实验的典型曲线。 展开更多

关键词 光电子学 相对论电子注 准光学谐振腔 史密斯-帕塞尔效应 自由电子激光

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S-PFEL用三镜准光腔系统的研究 被引量：4

2

作者 陈嘉钰 粱正 +1 位作者 张永川 李大治 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期171-174,共4页

介绍了史密斯──帕塞尔效应慢波自由电子激光（S－PFEL）用三镜准光学谐振腔系统；利用光学谐振腔衍射理论，采用面对称近似又坐标旋转的方法建立模型，对胜场特性进行分析，给出工作方程，完成数值模拟，并在毫米波段进行冷测实验。... 介绍了史密斯──帕塞尔效应慢波自由电子激光（S－PFEL）用三镜准光学谐振腔系统；利用光学谐振腔衍射理论，采用面对称近似又坐标旋转的方法建立模型，对胜场特性进行分析，给出工作方程，完成数值模拟，并在毫米波段进行冷测实验。分析及实验结果表明，给出的方法可用来有效、快捷的分析和设计面对称三镜准光学谐振腔系统。设计的模型已成功用于S－PFEL实验。 展开更多

关键词 准光学谐振腔 衍射理论 S-PFEL 自由电子激光器

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变参数Smith—Purcell自由电子激光器的效率 被引量：3

3

作者 熊平凡 王友棠 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第1期11-18,共8页

讨论了变参数Ｓｍｉｔｈ—Ｐｕｒｃｅｌｌ自由电子激光器中电子的一维运动．得到了小信号情况下器件效率的解析式，给出了选取光栅参数的变化的依据．在辐射输出波长为１μｍ情况下进行了数值模拟计算．结果表明，当光栅参数的变化选取... 讨论了变参数Ｓｍｉｔｈ—Ｐｕｒｃｅｌｌ自由电子激光器中电子的一维运动．得到了小信号情况下器件效率的解析式，给出了选取光栅参数的变化的依据．在辐射输出波长为１μｍ情况下进行了数值模拟计算．结果表明，当光栅参数的变化选取合适时，增加电子与场的相互作用长度，能提高器件的工作效率． 展开更多

关键词 效率 自由电子 激光器 光栅 变参数 空间频率

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变参数Smith－Purcell型自由电子激光的小信号增益公式 被引量：3

4

作者 熊平凡 王友棠 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期99-102,共4页

利用微扰展开法导出了变参数Ｓｍｉｔｈ－Ｐｕｒｃｅｌｌ型自由电子激光小信号增益表达式，其增益谱函数因子在形式上与变参数Ｗｉｇｇｌｅｒ情况的表达式相同。在此基础上讨论了光栅常数均匀变化时的小信号增益。结果表明：当电子入射... 利用微扰展开法导出了变参数Ｓｍｉｔｈ－Ｐｕｒｃｅｌｌ型自由电子激光小信号增益表达式，其增益谱函数因子在形式上与变参数Ｗｉｇｇｌｅｒ情况的表达式相同。在此基础上讨论了光栅常数均匀变化时的小信号增益。结果表明：当电子入射速度低于系统初始谐振速度的某一范围时，有较高的小信号增益；在保证一定的饱和抽取效率情况下，为了提高小信号增益，应适当地选取光栅的空间频率变化率。 展开更多

关键词 自由电子激光 smith-purcell 效应 小信号增益

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基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器的原理与特性分析 被引量：3

5

作者 孟现柱 王明红 +1 位作者 张黎明 任忠民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期13-17,共5页

提出了一种基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器,该器件由电子枪、调制腔、输出腔、收集极等部分构成。在器件调制腔中,电子注的速度调制通过史密斯-帕赛尔效应完成的,当群聚电子注通过输出腔时,群聚电子注会在输出腔的间隙处激励起高... 提出了一种基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器,该器件由电子枪、调制腔、输出腔、收集极等部分构成。在器件调制腔中,电子注的速度调制通过史密斯-帕赛尔效应完成的,当群聚电子注通过输出腔时,群聚电子注会在输出腔的间隙处激励起高频电场,该高频电场会使电子注的一部分动能转换为高频能量,并完成太赫兹振荡.模拟发现:当金属光栅的空间周期为0.6mm、电子注能量为100keV时,利用史密斯-帕赛尔效应调制的太赫兹振荡器可以输出频率为349.017GHz和346.324GHz、功率谱密度接近4kW/GHz、最大输出峰值功率超过2kW的太赫兹波. 展开更多

关键词 物理电子学 太赫兹 粒子模拟 振荡器 史密斯-帕赛尔效应 调制 群聚

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开放光栅中史密斯-帕塞尔超辐射机理研究 被引量：3

6

作者 刘文鑫 杨梓强 +4 位作者 张祖存 兰峰 史宗君 梁正 刘盛纲 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期152-156,共5页

采用理论分析和粒子模拟相结合的方法,对连续电子注通过平板矩形光栅产生毫米波段史密斯-帕塞尔(SP)超辐射机理进行了研究.研究结果表明:选择恰当的电子注与光栅尺寸参数,光栅表面慢波将与电子注互作用,使电子注产生群聚,群聚的电子束... 采用理论分析和粒子模拟相结合的方法,对连续电子注通过平板矩形光栅产生毫米波段史密斯-帕塞尔(SP)超辐射机理进行了研究.研究结果表明:选择恰当的电子注与光栅尺寸参数,光栅表面慢波将与电子注互作用,使电子注产生群聚,群聚的电子束团将在光栅表面产生史密斯-帕塞尔超辐射,其辐射频率为电子注与光栅表面慢波互作用同步点频率的整数倍,其辐射角度方向与史密斯-帕塞尔公式所预期的基本一致,表面慢波由于光栅的有限长度也能在其端头以一定的形式辐射出去. 展开更多

关键词 色散方程 史密斯-帕塞尔效应 超辐射 粒子模拟

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三反射镜准光腔Smith-Purcell辐射的研究 被引量：2

7

作者 陈华生 殷勇 刘盛纲 《真空电子技术》 2008年第2期7-10,共4页

三反射镜准光腔作为一种特殊准光谐振系统在特定模式具有较小的衍射损失,同时能有效提高电子注与高频场的互作用效率;采用中等能量的相对论环状电子注激励轴对称的、带有绕射光栅的三反射镜准光谐振系统可以得到相干Smith-Purcell辐射... 三反射镜准光腔作为一种特殊准光谐振系统在特定模式具有较小的衍射损失,同时能有效提高电子注与高频场的互作用效率;采用中等能量的相对论环状电子注激励轴对称的、带有绕射光栅的三反射镜准光谐振系统可以得到相干Smith-Purcell辐射。采用2.5维全电磁粒子模拟程序对该器件进行了粒子模拟,在输入电压为50kV,输入电流为39.4A时,得到频率为97.2GHz,峰值功率为8kW的相干Smith-Purcell辐射输出。 展开更多

关键词 三反射镜准光腔 Simith-purcell辐射 粒子模拟 太赫兹源

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电子束沿多层膜表面运动时产生的电磁辐射 被引量：2

8

作者 孟现柱 任忠民 王明红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期881-884,共4页

电子束沿多层膜表面运动时会产生自发辐射。分析自发辐射的精确波长公式、自发辐射中电子束品质的变化规律和电子自发辐射的功率后得出:电子束沿金属-介质多层膜表面运动时产生自发辐射,电子束内各种速度的电子数都按指数规律变化,实际... 电子束沿多层膜表面运动时会产生自发辐射。分析自发辐射的精确波长公式、自发辐射中电子束品质的变化规律和电子自发辐射的功率后得出:电子束沿金属-介质多层膜表面运动时产生自发辐射,电子束内各种速度的电子数都按指数规律变化,实际电子束自发辐射的总辐射功率与金属-介质多层膜的空间周期成反比。 展开更多

关键词 激光技术 史密斯-帕塞尔效应 金属-介质多层膜 光栅

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实验用3mm绕射辐射振荡器 被引量：1

9

作者 陈嘉钰 张永川 段玉祥 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期413-416,共4页

介绍３ｍｍ绕射辐射振荡器的阶段研究成果，简述分析设计步骤、线性理论、三维计算及热测结果。实验管测试的主要参量为：工作电压２４００～４０００Ｖ；频率ｆ＝８４～１０４ＧＨｚ范围内测得高频振荡，最大输出功率达１００ｍＷ。

关键词 绕射辐射振荡器 毫米波器件 开放式谐振腔 光栅

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基于Smith-Purcell效应的0.257THz辐射源研究

10

作者 贾佳 《成都信息工程学院学报》 2008年第6期687-691,共5页

带电粒子束沿光栅表面高速通过时将产生Smith-purcell效应,当电子束与表面光栅的表面波模式同步的情况下表面波将会对电子束进行调制。通过调整表面光栅的参数将使表面波频率落入到THz波段。采用粒子模拟(PIC)对基于Smith-purcell效应的... 带电粒子束沿光栅表面高速通过时将产生Smith-purcell效应,当电子束与表面光栅的表面波模式同步的情况下表面波将会对电子束进行调制。通过调整表面光栅的参数将使表面波频率落入到THz波段。采用粒子模拟(PIC)对基于Smith-purcell效应的THz波段辐射源进行了研究,适当的选择参数进行优化后,得到了工作在0.257THz调制深度>10%输出功率为10W的辐射源。 展开更多

关键词 smith-purcell效应 THz辐射源 粒子模拟

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太赫兹Smith-Purcell相干辐射源的研究

11

作者 路灿云 王明红 《聊城大学学报（自然科学版）》 2009年第1期42-43,92,共3页

太赫兹辐射源的研究是太赫兹技术发展的重要环节.本文提出了一种基于Smith-Purcell效应的太赫兹相干辐射源物理模型,利用粒子模拟软件对该器件的工作特性进行模拟,给出了器件的工作频率为211GHz、输出脉冲功率为80KW、效率为1.27%等参量.

关键词 太赫兹源 smith-purcell效应 太赫兹相干辐射 粒子模拟

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史密斯-帕塞尔自由电子激光中的电介质效应 被引量：1

12

作者 孟现柱 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第3期138-142,共5页

研究了电介质在史密斯-帕塞尔自由电子激光中的作用。将电介质加载于电子注与光栅之间,所加电介质为电容率为4的细玻璃管,电子注在玻璃管内的真空腔中运动,玻璃管外是金属光栅。对加载电介质的史密斯-帕塞尔自由电子激光和不加载电介质... 研究了电介质在史密斯-帕塞尔自由电子激光中的作用。将电介质加载于电子注与光栅之间,所加电介质为电容率为4的细玻璃管,电子注在玻璃管内的真空腔中运动,玻璃管外是金属光栅。对加载电介质的史密斯-帕塞尔自由电子激光和不加载电介质的史密斯-帕塞尔自由电子激光分别进行了3维数值模拟,结果发现:如果在电子注与光栅间加载电介质,可以成功模拟出363.37 GHz的相干太赫兹波,如果在电子注与光栅间不加载电介质,只能模拟出191.2 GHz的慢波辐射场。这说明加载电介质可以提高史密斯-帕塞尔受激辐射的增益,强化史密斯-帕塞尔辐射对电子注的调制,使电子有效群聚。 展开更多

关键词 激光器 太赫兹 史密斯-帕塞尔效应 全反馈谐振腔 电介质

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Smith-Purcell型自由电子激光的辐射 被引量：1

13

作者 熊平凡 《激光与光电子学进展》 CSCD 1999年第12期21-24,共4页

基于电子与光栅表面电势场相互作用的模型，用经典的单粒子理论研究了Ｓｍ ｉｔｈ－Ｐｕｒｃｅｌｌ效应的辐射过程，得到了自发辐射谱。讨论了自发辐射与受激辐射之关系，即Ｍａｄｅｙ 定理在该类激光器中的对应形式。

关键词 辐射 Madey定理 自由电子激光器

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基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光模拟与分析

14

作者 孟现柱 王明红 任忠民 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第6期202-207,共6页

采用三维数值模拟方法研究了基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光(S-P FEL)的辐射输出特性。当一束相对论带状束紧贴着矩形光栅表面飞行时,可以激励起非相干的史密斯-帕塞尔(S-P)辐射,而全反馈谐振腔可以将各个方位角的S-P辐射反射... 采用三维数值模拟方法研究了基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光(S-P FEL)的辐射输出特性。当一束相对论带状束紧贴着矩形光栅表面飞行时,可以激励起非相干的史密斯-帕塞尔(S-P)辐射,而全反馈谐振腔可以将各个方位角的S-P辐射反射回带状束,同时进行速度调制,使电子注发生群聚,进而获得相干的S-P辐射。通过数值模拟发现,带状束可以提高S-P FEL的功率和功率谱密度;随着带状束宽高比的增大,电子束的速度调制和群聚更为明显,S-P FEL的功率和功率谱密度也越大。 展开更多

关键词 激光光学 史密斯-帕塞尔效应 全反馈谐振腔 带状束 宽高比

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反射式绕射辐射振荡器的—维线性理论

15

作者 丁路 陈嘉钰 于善夫 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期169-173,共5页

根据电子的一次渡越反射情况,推导并给出了反射式绕射辐射振荡器(DRO)的一维自洽积分方程及其振荡场增量公式。利用柱-球开放腔中的真实场进行数值计算,给出了振荡场的理论计算曲线,讨论了几个重要参量对振荡场的影响。

关键词 微波振荡器 绕射辐射 振荡器 增量

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新型史密斯-帕塞尔互作用结构中的辐射特性

16

作者 滕丽丽 陈蓓冉 +3 位作者 魏彦玉 宫玉彬 王文祥 陈嘉钰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1580-1582,共3页

新型史密斯-帕塞尔互作用结构是一个同轴型系统,它包括倒置的曲面镜和柱状光栅,并且光栅的截面可以是任意形状。用粒子模拟软件MAGIC对新结构进行模拟分析和优化,由于新结构采用倒置曲面镜,改变了光栅位置,大大增加了环状电子注半径,在... 新型史密斯-帕塞尔互作用结构是一个同轴型系统,它包括倒置的曲面镜和柱状光栅,并且光栅的截面可以是任意形状。用粒子模拟软件MAGIC对新结构进行模拟分析和优化,由于新结构采用倒置曲面镜,改变了光栅位置,大大增加了环状电子注半径,在同样电子注密度和厚度情况下,可以获得比改进前结构高几倍的电流,且辐射功率可提高1个数量级。并给出了新结构及改进前两种互作用结构在3 mm甚至更短波段的粒子模拟分析和计算结果,其输出功率达到数百MW以上。 展开更多

关键词 准光学谐振腔 史密斯-帕塞尔效应 柱状光栅 倒梯形光栅

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