[发明专利]一种基于冷阴极的多极多电子注辐射源

摘要

本发明属于微波、毫米波以及太赫兹频段电真空器件领域，具体提供一种基于冷阴极的多极多电子注辐射源。本发明主要包括阴极挡板、辐射源芯、馈电系统、金属外壳以及输出窗片；通过多级发射和多极调制的方式，充分利用高频结构中部较强的高频场作用在冷阴极表面，从而增加发射电流并加深电子注调制深度，使得电子注有显著的预调制效果。本发明能够得到非常优质的场发射预调制电子注，注波互作用效率得到了明显改善，输出功率明显提高；无需电子光学系统这一优势很大程度地减小了器件的复杂度，通过精细加工，器件尺寸可以达到微米量级，实现毫米波、亚毫米波、太赫兹辐射源的集成性和小型化。

主权项

1.一种基于冷阴极的多极多电子注辐射源，包括：阴极挡板、辐射源芯、馈电系统、金属外壳以及输出窗片；其特征在于，所述阴极挡板的中心与辐射源芯相连接，外围通过绝缘体连接于金属外壳一端，所述输出窗片封装于金属外壳另一端；所述馈电系统包括：金属导线、电极及绝缘介质，所述阴极挡板上开有若干小孔，金属导线穿过小孔一端连接辐射源芯、另一端连接电极，金属导线与阴极挡板之间通过绝缘介质相绝缘；辐射源芯包括：冷阴极发射面、慢波结构、收集极和介质外壳，其中，所述慢波结构为耦合腔结构，由M个周期性金属盘片分割为M+1个腔室，各金属盘片中心位置开设电子注通道、且围绕电子注通道设置有耦合孔，每个盘片分别与金属导线连接，且金属盘片之间互相不连接、于每个腔室的侧壁上形成辐射缝；各金属盘片通过金属导线加上不同的电压；所述慢波结构由介质外壳所包围，所述周期性金属盘片固定于介质外壳上；所述收集极的数量为N个、N≤M+1，其中，第1个收集极作为慢波结构的端面、固定于介质外壳上，第2至第N个收集极随机设置于M个金属盘片上、且均位于金属盘片中心位置的电子注通道处；所述冷阴极发射面的数量为N个，其中，第1个冷阴极发射面设置于阴极挡板1上、且位于阴极挡板1中心位置，第2至第N个冷阴极发射面与第2至第N个收集极一一对应，冷阴极发射面设置于收集极的背面、且均位于收集极背面中心位置；每个冷阴极发射面分别通过金属盘片与金属导线连接，每个冷阴极发射面的发射方向一致。