利用康普顿散射实现太赫兹皮秒脉冲的分析-OALib.PDF

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２１ ８ Ｖｏｌ．２１ Ｎｏ．８ 　 　 年 月 ， ２００９ ８ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ａｕ． ２００９ 　 ｇ 　 文章编号： （ ） １００１４３２２２００９０８１１２５０４ 　 利用康普顿散射实现太赫兹皮秒脉冲的分析 孟现柱， 王明红， 任忠民 　 　 （聊城大学 物理科学与信息工程学院，山东 聊城 ２５２０５９） 摘 要： 研究了利用微波与电子束团的康普顿散射实现太赫兹的方法、光子产额和辐射功率。推导出了 　　 　 　 单个电子产生的太赫兹的光子产额和辐射功率表达式，也推导出了电子束团产生的太赫兹的光子总产额和辐 射总功率表达式。结果发现：利用微波与电子束团发生康普顿垂直散射，可以产生太赫兹皮秒脉冲；单个电子 产生的太赫兹光子产额与微波功率、微波波长成正比，与微波束截面积成反比；单个电子产生的太赫兹辐射功 率与微波功率、电子 Ｌｏｒｅｎｔｚ因子的平方成正比，与微波束截面积成反比；电子束团产生的太赫兹光子总产额 与微波功率的平方、微波波长的平方成正比，与微波束截面积的平方成反比；电子束团产生的太赫兹辐射总功 率与微波功率的平方、微波波长以及电子 Ｌｏｒｅｎｔｚ因子的平方成正比，与微波束截面积的平方成反比。 关键词： 太赫兹波； 康普顿散射； 光子产额； 辐射功率 　　 　 　 　 　 中图分类号： ＴＮ１２９ 文献标志码： Ａ 　　 　 　　　　 　 ６ 太赫兹波也称 射线，与 射线相比，光子能量约为 射线的 ／ （频率为 的波），不会对生物组 Ｔ Ｘ Ｘ １１０ １ＴＨｚ 　　 织产生破坏作用。其独特的性质在物理、化学、信息和生物学等基础研究领域以及材料、通讯等技术领域具有 ［ ］ １４ 重大的科学价值和广阔的应用前景 。在太赫兹技术及应用中，太赫兹辐射源研究是太赫兹技术发展的重要 环节，目前有多种方法都可产生太赫兹辐射，主要包括：半导体太赫兹源、基于光子学的太赫兹发生器、基于真 ［ ］ ５７ 空电子学的太赫兹辐射源等 。随着太赫兹技术的发展，需要不断地探索产生太赫兹电子器件的新机理、新 器件，本文研究了利用微波与电子束团的康普顿散射实现太赫兹的方法、光子产额和辐射功率。推导了单个电 子产生的太赫兹的光子产额和辐射功率表达式，也推导了电子束团产生的太赫兹的光子总产额和辐射总功率 表达式。 １ 康普顿散射的辐射波长 　 ［ ］ 在康普顿散射中，当波长为 的入射光与速度为 的电子散射时，辐射光子的精确波长 为