一种电磁辐射源
阅读：47发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种电磁辐射源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种电磁 辐射 源，利用 电子 枪产生环形电子注，利用靠近电子枪一侧的第一光栅使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，利用靠近与电子枪对应的收集极一侧的第二光栅使群聚的电子团产生相干的特异史密斯‑帕赛尔(Smith‑Purcell)辐射，辐射 频率 为电子团群聚频率的5到6倍，该辐射频率在太赫兹频段，特异史密斯‑帕赛尔辐射的 电磁辐射 强度比普通史密斯‑帕赛尔辐射强度高一到两个数量级，因而利用该方法能够产生具有高辐射频率和高辐射强度的太赫兹频段的 电磁波 。，下面是一种电磁辐射源专利的具体信息内容。
1.一种电磁辐射源，其特征在于，包括：
用于产生环形电子注的电子枪；
与所述电子枪对应的收集极；
位于所述电子枪和收集极之间的圆柱光栅，所述圆柱光栅的外径与所述电子枪产生的环形电子注的内径相匹配；
所述圆柱光栅包括靠近所述电子枪一侧的第一光栅和靠近所述收集极一侧的第二光栅；
其中，所述第一光栅用于使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，所述第二光栅用于使群聚的电子团产生频率大于或等于3倍的电子团群聚频率的特异史密斯-帕赛尔辐射。
2.根据权利要求1所述的电磁辐射源，其特征在于，
所述第一光栅包括第一柱芯和环绕所述第一柱芯的多个第一梳齿，所述多个第一梳齿沿第一方向依次排列，相邻第一梳齿间设有第一缝隙，所述第一梳齿沿所述第一柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；
所述第二光栅包括第二柱芯和环绕所述第二柱芯的多个第二梳齿，所述多个第二梳齿沿所述第一方向依次排列，相邻第二梳齿间设有第二缝隙，所述第二梳齿沿所述第二柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；
所述第一方向为所述电子枪至所述收集极方向。
3.根据权利要求2所述的电磁辐射源，其特征在于，所述第二光栅的结构参数与所述电磁辐射源的工作频率之间满足如下关系：
其中，J0为第一类0阶贝塞尔函数，J1为第一类1阶贝塞尔函数，N0为第二类0阶贝塞尔函数，N1为第二类1阶贝塞尔函数，K0为第二类0阶变态贝塞尔函数，K1为第二类1阶变态贝塞尔函数
L为所述第二光栅的周期，d为所述第二缝隙沿所述第一方向的长度，h为所述第二缝隙沿所述第二光栅法线方向的高度，r0为所述第二光栅的外径，且rc＝r0-h；
k0＝ω/c，kz＝ω/v，kc2＝k02-kz2，kzn＝kz+2nπ/L，kcn＝kc+2nπ/L；
ω为所述电磁辐射源的工作频率与2π的乘积，c为真空下的光速，v为实际环境中的光速。
4.根据权利要求2所述的电磁辐射源，其特征在于，所述第二光栅的周期为0.3～0.4毫米，包括端点值；所述第二缝隙沿所述第一方向的长度为0.05～0.1毫米，包括端点值；所述第二缝隙沿所述第二光栅法线方向的长度为0.05～0.1毫米，包括端点值。
5.根据权利要求4所述的电磁辐射源，其特征在于，所述第一光栅的周期为0.8～1毫米，包括端点值；所述第一缝隙沿所述第一方向的长度为0.4～0.5毫米，包括端点值；所述第一缝隙沿所述第一光栅法线方向的长度为0.4～0.5毫米，包括端点值。
6.根据权利要求5所述的电磁辐射源，其特征在于，所述第一光栅包括20～50个周期，所述第二光栅包括15～50个周期。
7.根据权利要求1所述的电磁辐射源，其特征在于，所述电子枪的加速电压为60～100千伏，电流密度为40～60安培每平方厘米。
8.根据权利要求1所述的电磁辐射源，其特征在于，所述圆柱光栅为导体。
9.根据权利要求1所述的电磁辐射源，其特征在于，还包括，真空腔，所述真空腔用于容纳所述圆柱光栅。
10.根据权利要求1所述的电磁辐射源，其特征在于，所述真空腔还包括介质输出窗。
一种电磁辐射源
技术领域
背景技术
[0002] 太赫兹波是指频率在0.1～10THz，波长为3000～30微米范围内的电磁波。它在长波段与毫米波相重合，而在短波段与红外线相重合。太赫兹波在电磁波频谱中占有很特殊的位置。研究发现太赫兹波作为一种高频电磁波比X射线更安全，在生命科学、材料科学、高速通信以及国家安全等诸多领域具有广阔的应用前景，是当前国内外研究者普遍关注的热点研究课题。
[0003] 用于产生这个波段的电磁辐射源是发展相关技术的基础装置。现有技术中，基于带电粒子激励光栅产生的相干史密斯-帕赛尔(Smith-Purcell)辐射效应的Smith-Purcell自由电子激光是工作在太赫兹频段的重要电磁辐射源。传统Smith-Purcell自由电子激光，利用连续电子注在光栅结构表面与反向慢波的相互作用，使连续电子注发生群聚，形成一系列周期性排列的电子团，这些电子团在光栅表面产生相干Smith-Purcell辐射，辐射频率为电子团群聚频率的正整数倍。但是，此种电磁辐射源的辐射强度随频率倍数的提高急剧下降，它的有效辐射频率通常只是电子团群聚频率的两倍，因此，传统的Smith-Purcell自由电子激光的电磁辐射频率和辐射强度都难以达到理想的水平。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种电磁辐射源，能够产生具有高辐射频率和高辐射强度的太赫兹波。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种太赫兹波电磁辐射源，包括：
[0007] 用于产生环形电子注的电子枪；
[0008] 与所述电子枪对应的收集极；
[0009] 位于所述电子枪和收集极之间的圆柱光栅，所述圆柱光栅的外径与所述电子枪产生的环形电子注的内径相匹配；
[0010] 所述圆柱光栅包括靠近所述电子枪一侧的第一光栅和靠近所述收集极一侧的第二光栅；
[0011] 其中，所述第一光栅用于使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，所述第二光栅用于使群聚的电子团产生频率大于或等于3倍的电子团群聚频率的特异史密斯-帕赛尔辐射。
[0012] 优选的，所述第一光栅包括第一柱芯和环绕所述第一柱芯的多个第一梳齿，所述多个第一梳齿沿第一方向依次排列，相邻第一梳齿间设有第一缝隙，所述第一梳齿沿所述第一柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；
[0013] 所述第二光栅包括第二柱芯和环绕所述第二柱芯的多个第二梳齿，所述多个第二梳齿沿所述第一方向依次排列，相邻第二梳齿间设有第二缝隙，所述第二梳齿沿所述第二柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；
[0014] 所述第一方向为所述电子枪至所述收集极方向。
[0015] 优选的，所述第二光栅的结构参数与所述电磁辐射源的工作频率之间满足如下关系：
[0016]
[0017] 其中，J0为第一类0阶贝塞尔函数，J1为第一类1阶贝塞尔函数，N0为第二类0阶贝塞尔函数，N1为第二类1阶贝塞尔函数，K0为第二类0阶变态贝塞尔函数，K1为第二类1阶变态贝塞尔函数
[0018] L为所述第二光栅的周期，d为所述第二缝隙沿所述第一方向的长度，h为所述第二缝隙沿所述第二光栅法线方向的高度，r0为所述第二光栅的外径，且rc＝r0-h；
[0019] k0＝ω/c，kz＝ω/v，kc2＝k02–kz2，kzn＝kz+2nπ/L，kcn＝kc+2nπ/L；
[0020] ω为所述电磁辐射源的工作频率与2π的乘积，c为真空下的光速，v为实际环境中的光速。
[0021] 优选的，所述第二光栅的周期为0.3～0.4毫米，包括端点值；所述第二缝隙沿所述第一方向的长度为0.05～0.1毫米，包括端点值；所述第二缝隙沿所述第二光栅法线方向的长度为0.05～0.1毫米，包括端点值。
[0022] 优选的，所述第一光栅的周期为0.8～1毫米，包括端点值；所述第一缝隙沿所述第一方向的长度为0.4～0.5毫米，包括端点值；所述第一缝隙沿所述第一光栅法线方向的长度为0.4～0.5毫米，包括端点值。
[0023] 优选的，所述第一光栅包括20～50个周期，所述第二光栅包括15～50个周期。
[0025] 优选的，所述圆柱光栅为导体。
[0026] 优选的，还包括，真空腔，所述真空腔用于容纳所述圆柱光栅。
[0027] 优选的，所述真空腔还包括介质输出窗。
[0028] 与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
[0029] 本发明提供一种电磁辐射源，利用电子枪产生环形电子注，利用靠近电子枪一侧的第一光栅使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，利用靠近与电子枪对应的收集极一侧的第二光栅使群聚的电子团产生频率大于或等于3倍的电子团群聚频率的特异史密斯-帕赛尔辐射。由于特异史密斯-帕赛尔辐射的辐射强度比普通Smith-Purcell辐射强度高近一到两个数量级，因而利用该方法能够产生具有高辐射频率和高辐射强度的太赫兹频段的电磁波。附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0031] 图1为本发明实施例提供的一种太赫兹波电磁辐射源的剖面结构示意图；
[0032] 图2为本发明实施例提供的第一光栅的结构示意图；
[0033] 图3为本发明实施例提供的第二光栅的结构示意图；
[0034] 图4为本发明实施例提供的第二光栅的剖面结构示意图；
[0035] 图5为本发明实施例中电子注的电流密度时域图；
[0036] 图6为本发明实施例中电子注不同频率分量的相对强度；
[0038] 图8为本发明实施例中第一光栅表面不同频率场的相对强度；
[0039] 图9为本发明实施例中第二光栅的辐射场的频谱图；
[0040] 图10为本发明实施例中第二光栅的辐射场时域图与传统Smith-Purcell自由电子激光的辐射场时域图。
具体实施方式
[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0043] 其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0044] 如背景技术所述，现有技术中，基于带电粒子激励光栅产生的相干史密斯-帕赛尔(Smith-Purcell)辐射效应的Smith-Purcell自由电子激光是工作在太赫兹频段的重要电磁辐射源。传统Smith-Purcell自由电子激光，利用连续电子注在光栅结构表面与反向慢波的相互作用，使连续电子注发生群聚，形成一系列周期性排列的电子团，这些电子团在光栅表面产生相干Smith-Purcell辐射，辐射频率为电子团群聚频率的正整数倍。但是，此种电磁辐射源的辐射强度随频率倍数的提高急剧下降，它的有效辐射频率通常只是电子团群聚频率的两倍，因此，传统的Smith-Purcell自由电子激光的电磁辐射频率和辐射强度都难以达到理想的水平。
[0045] 发明人发现，通过调节电子注和光栅参数，可以得到一种特异的Smith-Purcell辐射。它与普通Smith-Purcell辐射的核心区别在于：对于普通Smith-Purcell辐射，电子注主要激励起光栅表面的慢电磁波并与之相互作用，激发的辐射波发散到光栅上半空间的各个方向，且每个方向的辐射频率不同；而对于特异Smith-Purcell辐射，电子注只能激励起辐射波并与之相互作用，其辐射频率与方向是特定的，辐射频率与方向均可以通过调节光栅结构和电子注速度确定。并且，特异Smith-Purcell辐射的辐射强度比普通Smith-Purcell辐射强度高近一到两个数量级。
[0046] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种电磁辐射源，包括：用于产生环形电子注的电子枪；与所述电子枪对应的收集极；位于所述电子枪和收集极之间的圆柱光栅，所述圆柱光栅的外径与所述电子枪产生的环形电子注的内径相匹配；所述圆柱光栅包括靠近所述电子枪一侧的第一光栅和靠近所述收集极一侧的第二光栅；其中，所述第一光栅用于使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，所述第二光栅用于使群聚的电子团产生频率大于或等于3倍的电子团群聚频率的特异史密斯-帕赛尔辐射。
[0047] 其中，在本发明的一个实施例中，所述第一光栅和所述第二光栅相连，可选的，在本发明的其他实施例中，所述第一光栅和所述第二光栅还可以为一体结构。
[0048] 需要说明的是，本发明提供了一种环形电子注加圆柱光栅的结构，经过发明人的分析和研究后可以确认，这种结构可以得到功率更大的电磁辐射。
[0049] 所述圆柱光栅为主体为圆柱体的光栅，具体的光栅梳齿位于圆柱体的侧面，在本发明实施例中，所述圆柱光栅具有与环形电子注内径相匹配的外径，具体的，所述圆柱光栅的外径为所述圆柱光栅的轴线至所述圆柱侧面的距离，在本发明实施例中，所述圆柱光栅外径可以为10～30毫米。所述环形电子注的内径比所述圆柱光栅的外径大0.1～0.3毫米。
[0050] 在本发明中，所述圆柱光栅包括第一光栅和第二光栅，所述第一光栅的外径指的是第一光栅的梳齿与圆柱光栅轴线的最大距离，所述第二光栅的外径指的是第二光栅的梳齿与圆柱光栅轴线的最大距离，所述第一光栅和第二光栅的外径即为所述圆柱光栅的外径，即，第一光栅和第二光栅具有相同的外径。
[0051] 在本发明实施例中，电子枪产生的匀速环形电子注依次地掠过第一光栅和第二光栅的表面，最后进入收集极；匀速环形电子注在第一光栅表面与反向慢波相互作用，进而产生自群聚，形成一系列周期性排列的电子团，这些电子团在第一光栅表面产生相干的普通Smith-Purcell辐射，辐射频率为电子团群聚频率的正整数倍。
[0052] 当这些电子团传输至第二光栅表面，第二光栅产生特异Smith-Purcell辐射，辐射频率为电子团群聚频率的正整数倍，它与第一光栅表面产生的相干普通Smith-Purcell辐射不同的是，普通Smith-Purcell辐射(即传统Smith-Purcell自由电子激光)只能产生两倍于群聚频率的电磁辐射，而第二光栅的特异Smith-Purcell辐射可以产生高达五倍甚至六倍于群聚频率的电磁辐射。
[0053] 其中，本发明中所述的特异Smith-Purcell辐射是由匀速带电粒子与光栅的辐射波相互作用而产生的相干辐射，其辐射频率与方向是确定的。
[0054] 从原理上说，所述的特异Smith-Purcell辐射是在匀速带电粒子的激发下由第二光栅的矩形槽依次产生的辐射，光栅中的每个矩形槽可以看作是一个开放的谐振腔，也即是一个辐射单元，整个第二光栅构成一系列开放谐振腔形成的阵列，这些谐振腔的辐射频率完全相同，该频率由矩形槽的结构决定，每个谐振腔产生的辐射场在空间的特定方向形成相干，使得辐射强度明显增强，所述特定辐射方向与所述谐振腔的辐射频率之间满足Smith-Purcell辐射公式：
[0055]
[0056] 式中光栅空间周期，β为粒子速度与真空光速的比值，n为负整数，θ为辐射方向与粒子运动方向的夹角。
[0057] 本发明提供一种太赫兹波电磁辐射源，利用电子枪产生环形电子注，利用靠近所述电子枪一侧的第一光栅使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，利用靠近所述收集极一侧的第二光栅使群聚的电子团产生特异史密斯-帕赛尔辐射，辐射频率高达电子团群聚频率的5到6倍，该辐射频率在太赫兹频段，特异史密斯-帕赛尔辐射的电磁辐射强度比普通史密斯-帕赛尔辐射强度高一到两个数量级，因而利用该方法能够产生具有高辐射频率和高辐射强度的太赫兹频段的电磁波。
[0058] 以上是本申请的基础思想，为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，下面对该电磁辐射源进行详细说明，以对本发明上述技术方案进行详细描述。
[0059] 本发明一个实施例提供了的一种太赫兹波电磁辐射源，如图1所示，为所述太赫兹波电磁辐射源的剖面图，包括：用于产生环形电子注的电子枪110；与所述电子枪对应的收集极120；位于所述电子枪和收集极之间的圆柱光栅130，所述圆柱光栅的外径与所述电子枪产生的环形电子注的内径相匹配；所述圆柱光栅包括靠近所述电子枪一侧的第一光栅131和靠近所述收集极一侧的第二光栅132；其中，所述第一光栅131用于使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，所述第二光栅132用于使群聚的电子团产生特异史密斯-帕赛尔辐射，形成太赫兹波。
[0060] 具体的，在本实施例中，如图2所示，所述第一光栅131包括第一柱芯133(图2虚线框所示)和环绕所述第一柱芯133的多个第一梳齿134，所述多个第一梳齿沿第一方向依次排列，相邻第一梳齿间设有第一缝隙135，所述第一梳齿沿所述第一柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；
[0061] 如图3所示，所述第二光栅包括第二柱芯136和环绕所述第二柱芯的多个第二梳齿137，所述多个第二梳齿沿所述第一方向依次排列，相邻第二梳齿间设有第二缝隙138，所述第二梳齿沿所述第二柱芯的轴线所在的平面的剖面为矩形；所述第一方向为所述电子枪至所述收集极方向。
[0062] 其中，所述第一柱芯和所述第二柱芯的轴线重合，且第一柱芯的轴线至第一梳齿134的外表面的距离为所述第一光栅的外径，第二柱芯的轴线至第二梳齿137的外表面的距离为所述第二光栅的外径，所述第一光栅的外径等于所述第二光栅的外径。在本实施例中，所述第一光栅与所述第二光栅相连，具体的，所述第一光栅与所述第二光栅为一体结构。
[0063] 在本申请的其他实施例中，所述第一光栅与所述第二光栅还可以为不直接连接的结构，具体的，可以在所述第一光栅与所述第二光栅之间设置轴线与第一柱芯和第二柱芯的轴线重合，外径与第一光栅的外径和所述第二光栅的外径相等的圆柱体，所述圆柱体的高小于或等于10毫米。
[0064] 在本实施例中，所述第二光栅的结构参数与所述太赫兹波的频率之间满足如下关系：
[0065]
[0066] 其中，J0为第一类0阶贝塞尔函数，J1为第一类1阶贝塞尔函数，N0为第二类0阶贝塞尔函数，N1为第二类1阶贝塞尔函数，K0为第二类0阶变态贝塞尔函数，K1为第二类1阶变态贝塞尔函数
[0067] 如图4所示，L为所述第二光栅的周期(在本申请实施例中，以一个梳齿沿第一方向的长度和一个缝隙沿第一方向的长度的和为一个周期)，d为所述第二缝隙沿所述第一方向的长度，h为所述第二缝隙沿所述第二光栅法线方向的高度，r0为所述第二光栅的外径，且rc＝r0-h；
[0068] k0＝ω/c，kz＝ω/v，kc2＝k02–kz2，kzn＝kz+2nπ/L，kcn＝kc+2nπ/L；
[0069] ω为所述电磁辐射源的工作频率与2π的乘积，c为真空下的光速，v为实际环境中的光速。
[0070] 通过上述关系式，可以根据需要得到的太赫兹波的频率计算得出第二光栅的结构参数，进而可以进行对应的设置。
[0071] 具体的，所述第二光栅的周期L为0.3～0.4毫米，包括端点值；所述第二缝隙沿所述第一方向的长度d(也称为第二缝隙的宽度)为0.05～0.1毫米，包括端点值；所述第二缝隙沿所述第二光栅法线方向的长度h(也称为第二缝隙的高度)为0.05～0.1毫米，包括端点值。
[0072] 第一光栅的周期为0.8～1毫米，包括端点值；所述第一缝隙沿所述第一方向的长度(也称为第一缝隙的宽度)为0.4～0.5毫米，包括端点值；所述第一缝隙沿所述第一光栅法线方向的长度(也称为第一缝隙的高度)为0.4～0.5毫米，包括端点值。
[0073] 并且，在本实施例中，所述第一光栅包括20～50个周期，所述第二光栅包括15～50个周期。
[0074] 需要说明的是，本实施例上述结构参数以产生0.3THz甚至0.5THz以上的太赫兹波为目标设置的。本领域技术人员在本实施例的基础上可以根据实际情况进行具体的调整。
[0075] 在本实施例中，所述电子枪的加速电压为60～100千伏，电流密度为40～60安培每平方厘米。
[0076] 并且，需要说明的是，在本实施例中，所述圆柱光栅为导体，具体的，所述圆柱光栅可以由金属材料制成。一般来说，首先制作得到一个金属圆柱，然后根据具体的尺寸在所述圆柱上刻缝，进而可以形成第一光栅和第二光栅。
[0077] 另外，在本实施例中，所述电磁辐射源还包括真空腔，用于容纳所述圆柱光栅，具体的，所述真空腔用于为电子辐射提供真空环境，为便于操作，所述真空腔内可以同时容纳所述电子枪和所述收集极。
[0078] 并且，由于本实施例中输出的太赫兹波具有辐射方向确定的特点，因此，在本申请的真空腔的特定位置设置有介质输出窗，以输出对应的太赫兹波。
[0079] 另外，本实施例中列举了两种具体的结构及产生的太赫兹波。
[0080] 1、第一光栅的周期为0.9毫米，第一光栅的外半径为20厘米，第一缝隙的宽度为0.45毫米，第一缝隙的高度为0.45毫米。第二光栅的周期L为0.35毫米，第二光栅的外半径为20厘米，第二缝隙的宽度为0.05毫米，第二缝隙的高度为0.1毫米。
[0081] 电子枪对电子注的加速电压80千伏，电流密度50安培每平方厘米。此条件下，根据图5～图6中可以看出，经过调制的电子注含有丰富的高次谐波分量，基波频率98GHz。
[0082] 图7和图8显示了第一光栅表面主要激励起基波。图9显示出第二光栅产生了5次谐波的辐射场，频率为0.491THz，在图10中，区域A为第二光栅的辐射场，区域A中间的区域B为传统Smith-Purcell自由电子激光的辐射场，其中，图10中，为显示区域B，将区域B覆盖在了区域A的上方，具体的，区域A包括黑色区域和区域B的白色区域。显然，本方案比传统Smith-Purcell自由电子激光的辐射场强提高了3到4倍，也就是说辐射功率提高了约一个数量级。
[0083] 2、第一光栅的周期为0.9毫米，第一光栅的外半径为20厘米，第一缝隙的宽度为0.45毫米，第一缝隙的高度为0.45毫米。第二光栅的周期L为0.3毫米，第二光栅的外半径为
20厘米，第二缝隙的宽度为0.05毫米，第二缝隙的高度为0.07毫米。
20厘米，第二缝隙的宽度为0.05毫米，第二缝隙的高度为0.07毫米。
[0084] 电子枪对电子注的加速电压80千伏，电流密度50安培每平方厘米。此条件下，经过调制的电子注含有丰富的高次谐波分量，基波频率98GHz。
[0085] 实验表明，电子注经过第一光栅表面激励起基波，经过第二光栅产生了6次谐波的辐射场(即辐射频率为电子团群聚频率的6倍)，形成了频率为0.58THz的太赫兹波，显然，本实施例的技术方案的辐射功率和辐射频率都得到了提高。
[0086] 本实施例提供一种太赫兹波电磁辐射源，利用电子枪产生环形电子注，利用靠近所述电子枪一侧的第一光栅使所述电子枪产生的环形电子注产生预群聚，利用靠近所述收集极一侧的第二光栅使群聚的电子团产生频率大于或等于3倍的电子团群聚频率的特异史密斯-帕赛尔辐射。由于特异史密斯-帕赛尔辐射效应产生的电磁辐射强度比普通Smith-Purcell辐射强度高近一个数量级，因而能够产生具有高辐射频率和高辐射强度的太赫兹波。
[0087] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0088] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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