Smith-Purcell輻射效應若干問題的研究.pdf

1、史密斯-帕塞爾（簡稱SP）超輻射效應是一種潛在的性能良好的短毫米波段大功率輻射源。目前，關于這一輻射效應的產生機制的理論尚處于發(fā)展中。文章將深入探討、論證可能引發(fā)超輻射效應的物理過程，并在此基礎上研究在計算機仿真模擬和實驗中調節(jié)、控制超輻射效應的有效方法。
　　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構上與Dartmouth實驗十分接近。通過觀察輻射場的等勢圖、分析輻射的頻域特性和時

2、域特性對由Andrews和Brau等人提出的注-波互作用機制和SP相干輻射理論進行了檢驗。研究表明，超輻射效應產生的必要條件是在具有周期結構的金屬光柵上表面形成適當能量和頻率的群聚電子束團。在超輻射效應中，這些群聚的電子束團會激發(fā)包括表面波輻射、intrabunch輻射和SP相干輻射（interbunch radiation）在內的三種輻射波。其中，SP相干輻射為Dartmouth實驗中超輻射效應的主要成分。作者對上述三種輻射分別進行了

3、細致的仿真研究，并在此基礎上探討了幾種影響超輻射效應中輻射場能量在頻域和空間中分布的重要因素。
　　文章的主要創(chuàng)新點在于：
　　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)研究了光柵長度的有限性和柵板尺寸對SP相干輻射的影響。研究表明，光柵長度的有限性將導致在一定方向內SP相干輻射無法正常產生。同時，在一定的柵板深度下，SP相干輻射很弱