0.34 THz大功率过模表面波振荡器研究

论文对0.34 THz大功率过模表面波振荡器进行了模拟设计和初步实验研究.针对高过模比(D/λ≈6.8)慢波结构,根据小信号理论选择了合适的慢波结构尺寸和电子束距壁距离,实现了器件在表面波TM01模的π点附近谐振.根据PIC模拟结果,表面波振荡器可以实现频率和功率分别为0.34 THz和22.8 MW的太赫兹波输出.采用微细电火花加工技术完成了不锈钢慢波结构的一体化精细加工,并基于小型化脉冲功率驱动源搭建了实验装置.初步的实验结果表明,在电子束电压和电流分别约为420 kV和3.1 kA时,0.34 THz大功率过模表面波振荡器输出脉冲的频率范围为0.319—0.349 THz,辐射功率不小于250 kW,脉宽约为2 ns.最后分析讨论了实验输出功率与模拟结果相差较大的原因,为表面波振荡器的性能改善奠定了基础.