太赫兹源是太赫兹科学与技术中的重要组成部分,长期以来一直缺乏有效的太赫兹源,尤其是大功率源,回旋管是当前太赫兹频段输出功率最高的器件,具有广阔的应用前景,太赫兹回旋管需要很强的磁场,成为其发展的主要瓶颈,采用高次谐波工作方式是降低所需磁场的有效途径。本项目研究了工作在太赫兹频段的回旋倍频速调管,是一种工作在高次谐波的回旋器件,有希望发展成为低磁场的大功率太赫兹放大器,该器件由输入腔、中间腔和输出腔组成,其中输入腔工作在基波,可采用成本低、功率大的低频源驱动,同时在较低的频率下系统的尺寸较大,容易加工,中间腔和输出腔工作在谐波,可大幅度降低对磁场的要求。项目建立了太赫兹回旋倍频速调管注波互作用的线性和非线性理论并编制了计算软件,开展了系统的理论研究和数值模拟,对高次回旋谐波与电子注之间的互作用机理、模式竞争及新型高频结构进行了深入研究。完成回旋倍频速调管实验样管设计并建立实验系统,进行了二次谐波太赫兹回旋管实验研究,获得0.42THz、4.4千瓦的大功率太赫兹辐射输出。
英文主题词THz;Gyroklystron;Harmonic-Multiplying