近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們期望得到更加優(yōu)質(zhì)的太赫茲輻射源。研究太赫茲輻射源利用的主要學(xué)科為熱輻射、電子學(xué)和光子學(xué)。但是單純的采用光子學(xué)或是電子學(xué)的方法得到的輻射源在高頻率和高功率兩個(gè)方面不能達(dá)到很好的結(jié)合,因此,科學(xué)工作者們創(chuàng)造性地提出了運(yùn)用光子學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的方式,使太赫茲輻射源在頻率和功率兩個(gè)方面得到很好的平衡。本論文所研究的課題正是基于這一目的進(jìn)行的。首先,我們從理論、MATLAB數(shù)值計(jì)算和CST模擬仿真三個(gè)方面對(duì)電子束平行掠過半無限大金屬結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明,電子束平行掠過半無限大金結(jié)構(gòu)時(shí),在金結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生了表面等離子體激元,且表面等離子體激元的頻率隨電子束能量改變。隨著半無限大金屬結(jié)構(gòu)的厚度逐漸變薄至接近金屬薄膜時(shí),表面等離子體激元在金屬薄膜的上下表面出現(xiàn)了對(duì)稱模式和非對(duì)稱模式,兩個(gè)模式的表面等離子體激元頻率受薄膜厚度的影響。隨后本文研究了電子束平行掠過完純金屬光柵和金光柵的情況。研究發(fā)現(xiàn),電子束平行掠過完純光柵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生Smith-Purcell輻射和表面波,Smith-Purcell輻射的頻率隨電子束能量的增大而增大,隨周期的減小而增大。表面波的頻率... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

介質(zhì)-半無限大金屬結(jié)構(gòu)色散曲線[19]

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-2利用平面波激勵(lì)SPPs的四種波矢補(bǔ)償結(jié)構(gòu)電子束激勵(lì)因其不需要進(jìn)行波矢補(bǔ)償而具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。采用電子束激勵(lì)的方法主要有兩種：其一，電子束垂直激勵(lì)[19]，即電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡垂直于金屬樣片表面；其二，電子束平行激勵(lì)，即電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡平行于金屬樣片表面。其中，如何垂直激勵(lì)產(chǎn)生SPPs的理論研究更為成熟。原理如圖1-3所示，電子束在金屬-介質(zhì)交界面垂直穿過時(shí)，金屬中的自由電子從電子束電子中獲得部分能量和動(dòng)量，這部分動(dòng)量波矢的橫向分量在界面上的鏡像投影激勵(lì)起SPPs。該SPPs具有豐富的頻率分量，原因是電子的散射角度不同造成其轉(zhuǎn)移的動(dòng)量不用。對(duì)于電子束平行激勵(lì)產(chǎn)生SPPs的情況，電子束平行掠過金屬結(jié)構(gòu)激勵(lì)起的倏逝場(chǎng)包含豐富的頻率分量，我們用zv表示電子的運(yùn)動(dòng)速度，則在電子運(yùn)動(dòng)方向上倏逝場(chǎng)的波矢為/zzk=v，顯然該波矢大于平面波波矢，因此可以匹配激勵(lì)產(chǎn)生SPPs，但是因?yàn)槠叫屑?lì)產(chǎn)生的SPPs是一個(gè)相干波，故倏逝場(chǎng)只能在一個(gè)頻點(diǎn)匹配SPPs。

第二章電子束激勵(lì)半無限大金屬結(jié)構(gòu)9圖2-1電子束平行掠過金屬結(jié)構(gòu)將式(2-3)代入式(2-2)中，得到真空中z方向的電場(chǎng)為：()()2000,12zyjkzjkyyzzyqkErteeuk=(2-4)其中022zyzkukkc==由z方向電場(chǎng)公式和縱向場(chǎng)法[36]，得出運(yùn)動(dòng)電子束投射場(chǎng)的橫向常對(duì)于y>y0的區(qū)域，電磁場(chǎng)分布如下：()()()()()()()()()()()()00020022200220,12,12,12zyzyzyzjkzjkyyzyzjkzjkyyyyzjkzjkyyxyqkErteeukqkErteeukqkHrteeuk===(2-5)對(duì)于y<y0的區(qū)域，電磁場(chǎng)分布如下：()()()()()()()()()()()()00020022200220,12,12,12zyzyzyzjkzjkyyzyzjkzjkyyyyzjkzjkyyxyqkErteeukqkErteeukqkHrteeuk===聃聃(2-6)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太赫茲科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展[J]. 劉盛綱.  中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué). 2006(01)

博士論文
[1]自由電子注激勵(lì)表面等離子體激元輻射的研究[D]. 龔森.電子科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3605590