本项目对等离子体填充的太赫兹源(THz)机理进行了全面深入的研究。对具有背景等离子体的平板周期光栅结构,建立了等离子体、电子注及太赫兹波互作用的物理模型,进行了理论分析及粒子模拟研究,发现等离子体填充能有效提高输出功率,存在最佳等离子体密度,使辐射功率最大。引入了等离子体中双流不稳定性机制,建立了双电子注产生THz辐射的物理模型,研究了双流不稳定性对SP及Cherenkov机理产生THz辐射的影响,粒子模拟表明双电子注不仅可以有效提高THz辐射的效率、缩短饱和时间,而且降低了起振的阈值电流,原理性实验证实了粒子模拟所得结果的正确性。提出了利用两段式周期性光栅结构,使电子注产生预群聚,基于SP机制获得相干THz辐射新设想,理论分析、模拟研究及原理性验证实验证实了该设想的有效性。模拟研究了介质光子晶体中基于SP机制产生太赫兹辐射的特性,构建了金属光子带隙慢波系统,对其色散特性进行了仿真分析与冷测实验研究,两者结果基本一致。本项目的研究成果对发展太赫兹源技术具有重要的参考价值。本项目达到了预期的研究目标。
英文主题词TeraHz radiation;plasma_loaded;two_stream instability;mechanism of Smith_Purcell and Cherenkov;PIC simulation