太赫茲頻段電子光學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著對電磁波研究的不斷加深，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在毫米波段和紅外波段之間還存在一段具有很高科學(xué)研究價值的電磁―空白‖區(qū)域——THz（Terahertz)波。
　　太赫茲波是指頻率范圍在0.1T-10T（波長范圍為3000-30μ m）的電磁波（1THz=1012Hz）。THz波在電磁波的頻譜范圍內(nèi)占有非常特殊的位置,其還未被全面開發(fā)出來的主要原因：一是技術(shù)，特別是加工技術(shù)上的限制，二是THz源還沒得到很好的解決。
　　本論文主要是針

2、對THz源中的電子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行研究，并設(shè)計適用于THz頻段的低電壓，結(jié)構(gòu)緊湊的電子光學(xué)系統(tǒng)。論文采用柱狀 Pierce結(jié)構(gòu)的電子槍，通過電子注在系統(tǒng)中的受力、場分析和電子注的運(yùn)動軌跡方程來研究和設(shè)計合適的電子槍結(jié)構(gòu)。本文對多維和一維空間電荷限制流進(jìn)行比較，并用CST軟件對陰陽極之間的電壓 U、陰陽極之間的間距 d、陰極發(fā)射面半徑 R和不同的比例系數(shù) K（K=R/d)進(jìn)行了研究。選取二維與一維空間電荷限制流誤差較小的一些結(jié)構(gòu)參量作為電子槍

3、結(jié)構(gòu)的初始參量，得到電子槍的主要參量：陰陽極間距d=3mm，K=0.25， rm≈0.05mm。為了得到層流性和流通性較好的電子束，本論文探索了兩種不同結(jié)構(gòu)的磁路結(jié)構(gòu)，一種是螺旋管線圈結(jié)構(gòu)磁路，另一種是特殊結(jié)構(gòu)的永磁磁路。通過FEMM和CST軟件，分別對它們進(jìn)行建模和仿真，分析了螺旋管線圈的參數(shù)和永磁結(jié)構(gòu)的參數(shù)對磁場的影響，經(jīng)過一系列的優(yōu)化仿真，得到它們的最優(yōu)參數(shù)。在上述磁場作用下，當(dāng)電壓為8.5kV、陰極發(fā)射電流密度J<5A/cm2時