小回旋三次谐波0.52THz回旋管.pdfVIP

第31卷第2期 红 外 与 毫 米 波 学 报 Vo1．31，No．2 2012年4月 J．InfraredMillim．Waves April，2012 文章编号 ：1001—9014(2012)02—0127—05 小 回旋三次谐波 0．52THz回旋管 袁学松，马春燕，韩 煜，鄢 扬 (电子科技大学 太赫兹科学技术研究中心 ，四川 成都 610054) 摘要：为了发展大功率高效率太赫兹辐射源，对小回旋 电子注激励三次谐波太赫兹电子回旋脉塞进行了研究，分析 了不同参数情况下的模式竞争．研究结果表明，采用近轴小回旋电子注能够实现三次谐波单模振荡．在此基础上设 计了一只0．52THz、TE3模三次谐波回旋管，数值计算表明，该 回旋管在工作磁场为6．98T下输出功率可以达到 3．7kW．对产生近轴小回旋 电子注的高磁压缩比磁控注入式电子光学系统进行的粒子模拟研究结果表明，该 电子 枪能够产生满足实验要求的65kV／2．5A，横纵速度比为 1．24，引导中心半径0．35mm的小回旋电子注，其纵 向速 度离散6．6％，横向速度离散6．1％． 关 键 词 ：回旋管；太赫兹；高次谐波；模式竞争 中图分类号：TN128 文献标识码 ：A A 0．52THzthirdharmoniclittle·orbitgyrotron YUAN Xue—Song， MA Chun—Yan， HAN Yu， YAN Yang (TerahertzSTResearchCenter，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu 610054，China) Abstract：A thirdharmoniclittle—orbitgyrotronoscillatorisinvestigatedtheoreticallyinordertodevelophighpowerandef- ficiencyterahertz(THz)radiationsources．Modecompetitionwithdifierentelectron．beamparametershavebeeninvestiga。 tedina0．52THzthirdharmonicTE37modegyrotronoscillator，whichcangenerate3．7kW ofRFpoweratresonantmag— neticfield6．98T．Inaddition，ahighmagneticcompressionratiomagnetroninjectiongun(MIG)with65kV／2．5Ahas beendeveloped．PICsimulationresultsshow thatthevelocityratioofelectronbeam is1．24，theaveragebeam radiusinthe cavityis0．35mm．Thespreadofperpendicularandpraallelvelocitiesrae6．1％ and6．6％ ．respectively． Keywords：ygrotron；terahertz；high—harmonic；modecompetition PACS：84．40．Ik 作又会带来新的问题 ：模式竞争．目前国际上在回旋 引言 管的研究报道中一般多采用二次谐波工作，为了进 近年来随着太赫兹科学技术的迅速发展，对于 一 步降低磁场，俄罗斯应用物理研究所在PRL上报 太赫兹辐射源技术参数的要求也愈来愈高 J．回旋 道了他们采用三次谐波工作的回旋管 j，该方案虽 管作为一种太赫兹辐射源器件 ，已在太赫兹雷达、远