近年來,隨著科學技術的飛速發(fā)展,人們期望得到更加優(yōu)質的太赫茲輻射源。研究太赫茲輻射源利用的主要學科為熱輻射、電子學和光子學。但是單純的采用光子學或是電子學的方法得到的輻射源在高頻率和高功率兩個方面不能達到很好的結合,因此,科學工作者們創(chuàng)造性地提出了運用光子學和電子學相結合的方式,使太赫茲輻射源在頻率和功率兩個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行的。首先,我們從理論、MATLAB數(shù)值計算和CST模擬仿真三個方面對電子束平行掠過半無限大金屬結構的情況進行分析。分析結果表明,電子束平行掠過半無限大金結構時,在金結構表面產(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構的厚度逐漸變薄至接近金屬薄膜時,表面等離子體激元在金屬薄膜的上下表面出現(xiàn)了對稱模式和非對稱模式,兩個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構產(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】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

介質-半無限大金屬結構色散曲線[19]

電子科技大學碩士學位論文4圖1-2利用平面波激勵SPPs的四種波矢補償結構電子束激勵因其不需要進行波矢補償而具有獨特的優(yōu)勢。采用電子束激勵的方法主要有兩種：其一，電子束垂直激勵[19]，即電子束的運動軌跡垂直于金屬樣片表面；其二，電子束平行激勵，即電子束的運動軌跡平行于金屬樣片表面。其中，如何垂直激勵產(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-介質交界面垂直穿過時，金屬中的自由電子從電子束電子中獲得部分能量和動量，這部分動量波矢的橫向分量在界面上的鏡像投影激勵起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移的動量不用。對于電子束平行激勵產(chǎn)生SPPs的情況，電子束平行掠過金屬結構激勵起的倏逝場包含豐富的頻率分量，我們用zv表示電子的運動速度，則在電子運動方向上倏逝場的波矢為/zzk=v，顯然該波矢大于平面波波矢，因此可以匹配激勵產(chǎn)生SPPs，但是因為平行激勵產(chǎn)生的SPPs是一個相干波，故倏逝場只能在一個頻點匹配SPPs。

第二章電子束激勵半無限大金屬結構9圖2-1電子束平行掠過金屬結構將式(2-3)代入式(2-2)中，得到真空中z方向的電場為：()()2000,12zyjkzjkyyzzyqkErteeuk=(2-4)其中022zyzkukkc==由z方向電場公式和縱向場法[36]，得出運動電子束投射場的橫向常對于y>y0的區(qū)域，電磁場分布如下：()()()()()()()()()()()()00020022200220,12,12,12zyzyzyzjkzjkyyzyzjkzjkyyyyzjkzjkyyxyqkErteeukqkErteeukqkHrteeuk===(2-5)對于y<y0的區(qū)域，電磁場分布如下：()()()()()()()()()()()()00020022200220,12,12,12zyzyzyzjkzjkyyzyzjkzjkyyyyzjkzjkyyxyqkErteeukqkErteeukqkHrteeuk===聃聃(2-6)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]太赫茲科學技術的新發(fā)展[J]. 劉盛綱.  中國基礎科學. 2006(01)

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



本文編號：3605590