基于狄拉克半金属光栅中表面等离子体波的史密斯-珀塞尔相干多频太赫兹辐射

摘要

本文提出一种产生相干多频太赫兹辐射的物理机制,即利用电子注激发狄拉克半金属光栅加载介质基底结构中表面等离子体波并通过史密斯-珀塞尔效应和切伦科夫效应转化为辐射场.电子注可以同时激发起两种完全不同的表面等离子体波模式,分别是光栅缝隙内的腔体表面等离子体波模式和光栅表面的常规表面等离子体波模式,它们具有完全不同的激发条件和辐射特性,本文对其中的物理机制进行了详细分析.腔体表面等离子体波模式的色散决定于光栅材料和结构,调节光栅结构和电子注参数能够大范围调节辐射频率.两种表面等离子体波模式对辐射场均有极大的增强.因此,本文提出了一种产生相干、可调、高功率密度、覆盖整个波段的太赫兹辐射的物理机制.