Smith-Purcell輻射效應(yīng)若干問(wèn)題的研究.pdf

1、史密斯-帕塞爾（簡(jiǎn)稱SP）超輻射效應(yīng)是一種潛在的性能良好的短毫米波段大功率輻射源。目前，關(guān)于這一輻射效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制的理論尚處于發(fā)展中。文章將深入探討、論證可能引發(fā)超輻射效應(yīng)的物理過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上研究在計(jì)算機(jī)仿真模擬和實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)、控制超輻射效應(yīng)的有效方法。
　　本文采用的基本研究方法是基于MAGIC軟件的粒子仿真模擬。模擬中所使用的仿真模型在物理結(jié)構(gòu)上與Dartmouth實(shí)驗(yàn)十分接近。通過(guò)觀察輻射場(chǎng)的等勢(shì)圖、分析輻射的頻域特性和時(shí)

2、域特性對(duì)由Andrews和Brau等人提出的注-波互作用機(jī)制和SP相干輻射理論進(jìn)行了檢驗(yàn)。研究表明，超輻射效應(yīng)產(chǎn)生的必要條件是在具有周期結(jié)構(gòu)的金屬光柵上表面形成適當(dāng)能量和頻率的群聚電子束團(tuán)。在超輻射效應(yīng)中，這些群聚的電子束團(tuán)會(huì)激發(fā)包括表面波輻射、intrabunch輻射和SP相干輻射（interbunch radiation）在內(nèi)的三種輻射波。其中，SP相干輻射為Dartmouth實(shí)驗(yàn)中超輻射效應(yīng)的主要成分。作者對(duì)上述三種輻射分別進(jìn)行了

3、細(xì)致的仿真研究，并在此基礎(chǔ)上探討了幾種影響超輻射效應(yīng)中輻射場(chǎng)能量在頻域和空間中分布的重要因素。
　　文章的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：
　　1)提出了SP相干輻射的頻域輻射禁區(qū)的概念。利用這一概念，可以比以往更加精確地模擬intrabunch輻射的頻域特性。
　　2)研究了光柵長(zhǎng)度的有限性和柵板尺寸對(duì)SP相干輻射的影響。研究表明，光柵長(zhǎng)度的有限性將導(dǎo)致在一定方向內(nèi)SP相干輻射無(wú)法正常產(chǎn)生。同時(shí)，在一定的柵板深度下，SP相干輻射很弱