[发明专利]一种径向分离式介质加载波导

说明书

本发明提供了一种径向分离式介质加载波导，包括同轴设置的空心介质管和空心金属管，所述空心介质管位于所述空心金属管的内部，且所述空心金属管的内径大于所述空心介质管的外径，与传统的介质加载波导相比，本发明中的介质加载波导的基模的辐射频率基本不变，但是，辐射的群速度大幅度增加，辐射脉冲长度大幅缩短，脉冲功率大幅度提高。

技术领域

本发明涉及太赫兹波技术领域，更具体地说，涉及一种径向分离式介质加载波导。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1～30THz之间的电磁波。由于太赫兹波在物理学、生命科学、材料科学、成像技术、通信技术以及国家安全等多个领域具有非常广阔的应用前景，因此，受到了国内外科学家的广泛关注。

介质加载波导是用于产生太赫兹波的优良器件。介质加载波导根据不同的材料和尺寸存在一系列的本征模式，当电子束穿过波导结构时，相应频率的模式将被激发出来(即切伦科夫尾场辐射)。传统的介质加载波导由一根圆柱型的空心介质管以及镀在其外表面的一层金属膜层构成。

虽然该介质加载波导具有结构简单紧凑以及电子束能量耦合效率高等优点，但是，该介质加载波导本征模式的群速度较小，导致辐射的脉冲长度较长、脉冲功率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种径向分离式介质加载波导，以解决传统的介质加载波导本征模式的群速度较小的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种径向分离式介质加载波导，包括同轴设置的空心介质管和空心金属管，所述空心介质管位于所述空心金属管的内部，且所述空心金属管的内径大于所述空心介质管的外径。

优选地，所述空心介质管和所述空心金属管通过位于所述介质加载波导一端或两端的支撑结构固定。

优选地，所述支撑结构包括多个螺钉，所述多个螺钉均匀分布在所述空心金属管的圆周上，且任一所述螺钉贯穿所述空心金属管并与所述空心介质管接触。

优选地，所述空心介质管和所述空心金属管都为圆柱形。

优选地，所述空心介质管的材料为熔融石英或三氧化二铝；

所述空心金属管的材料为金、银或铜。

优选地，所述空心金属管的内径与所述空心介质管的外径之差大于或等于0.25mm。

优选地，所述空心介质管的内径为0.4mm，所述空心介质管的外径为0.5mm，所述空心金属管的内径大于或等于0.75mm。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的径向分离式介质加载波导，包括同轴设置的空心介质管和空心金属管，所述空心介质管位于所述空心金属管的内部，且所述空心金属管的内径大于所述空心介质管的外径，与传统的介质加载波导相比，本发明中的介质加载波导的基模的辐射频率基本不变，但是，辐射的群速度大幅度增加，辐射脉冲长度大幅缩短，脉冲功率大幅度提高。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的径向分离式介质加载波导的横向剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的径向分离式介质加载波导的纵向剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的包括三个螺钉的支撑结构的示意图；