太赫兹真空电子学器件的原理与技术

课程编码：180093080901P3001H 英文名称：Principles and Techonologies of Terahertz Vacuum Electronics Devices 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：刘文鑫等

本课程是面向电子科学与技术专业高年级本科生、一年级硕士和博士研究生，是在具有一定的电磁场与微波技术、数学物理方程等相关知识的基础上而开设的专业课。主要目的是让学生在进入课题研究之前，对微波、毫米波及太赫兹真空器件的基本原理有比较深入的了解与认识，熟悉毫米波太赫兹真空器件研制的基本工艺，了解电子科学与技术专业前沿研究动态，有利于本专业研究生的招生和相关研究课题的开展。

电磁场与微波技术、数学物理方法

第一章 第一章 太赫兹波特性及应用 3.0学时 刘文鑫
第1节 太赫兹波的基本特性、原理与应用领域
第2节 太赫兹波与物质相互作用的基础理论、物质中的电磁波
第3节 太赫兹波的波动性、太赫兹辐射的粒子性
第二章 第二章 太赫兹波的产生 3.0学时 刘文鑫
第1节 基于光学效应的太赫兹辐射源、半导体电子学、真空电子学辐射源及产生太赫兹脉冲的新技术
第2节 微波毫米波及太赫兹真空电子器件的发展简史、应用领域
第3节 当前太赫兹的主题工作以及未来的发展方向
第三章 第三章 新型真空太赫兹源 3.0学时 刘文鑫
第1节 超短脉冲电子束太赫兹源、自由电子激光太赫兹源
第2节 超强激光等离体子太赫兹源
第3节 超材料真空电子太赫兹源
第四章 第四章 太赫兹行波管 9.0学时 刘文鑫
第1节 行波管概述、行波管中电子注与波相互作用的物理过程
第2节 行波管的电子学方程，行波管的线路方程、 行波管的特征方程、 行波管的小信号增益
第3节 周期结构的特性、周期结构分析方法、粒子模拟方法与结果处理。
第4节 双耦合孔谐振腔链耦合腔行波管、单隙缝耦合腔链耦合腔行波管
第5节 非线性耦合腔行波管理论、螺旋线行波管
第6节 折叠波导行波管原理、 220GHz行波管设计与测试850GHz行波管设计
第7节 相速渐变行波管、返波激励行波放大的级联折叠波导行波管、
第8节 双注折叠波导行波管——小信号理论
单注折叠波导行波管——非线性理论
双注折叠波导行波管——非线性理论
多注折叠波导行波管
第9节 太赫兹行波管收集极
第五章 第五章 太赫兹返波管 3.0学时 刘文鑫
第1节 太赫兹返波管的基本原理、描述参量、盘荷波导返波管
第2节 平面光栅返波管、折叠波导返波管
第3节 太赫兹相对论返波管、太赫兹表面波返波管
第六章 第六章 太赫兹扩展互作用速调管 3.0学时 刘文鑫
第1节 速调管基本原理、太赫兹扩展互作用速调管
第2节 太赫兹多注速调管、高功率速调管、宽带速调管
第3节 太赫兹速调管的输出结构、
太赫兹速调管电子枪、
太赫兹扩展互作用速调管的设计等
第七章 第七章 太赫兹回旋管 3.0学时 刘文鑫
第1节 回旋管的基本原理
第2节 太赫兹回旋振荡器、太赫兹回旋放大器
第3节 太赫兹回旋管的应用
第八章 第八章 太赫兹Smith-Purcell辐射源 3.0学时 刘文鑫
第1节 太赫兹SP辐射源的基本原理
第2节 双注SP器件
第3节 超短电子注SP辐射源
第九章 第九章 微纳加工技术简介 3.0学时 刘文鑫
第1节 介绍微纳米技术与微纳米加工技术
第2节 微纳米加工的基本过程与分类
第3节 太赫兹科学技术特点及应用，以及对微纳加工技术要求
第十章 第十章 3.0学时 刘文鑫
第1节 光学曝光方式与原理、光学曝光的工艺过程、光刻胶的特性、光学掩膜的设计与制作
第2节 电子光学原理、电子束曝光系统、电子束曝光的邻近效应
第3节 三维结构的制备、新型电子束曝光技术，电子束及光学曝光技术在太赫兹器件的应用
第十一章 第十一章 钎焊 3.0学时 刘文鑫
第1节 加工工艺，金属与金属的钎焊工艺
第2节 清晰工艺
第3节 压力扩散焊
第十二章 第十二章 陶瓷-金属封接 3.0学时 刘文鑫
第1节 介绍真空器件陶瓷的类型及其性能
第2节 分节简述几种陶瓷-金属封接工艺及其原理
第3节 金属陶瓷设计原则
第十三章 第十三章 真空的测量、获得与检漏 3.0学时 刘文鑫
第1节 真空测量的基本方法、主要测量设备
第2节 获得真空的主要方法和途径，主要设备
第3节 介绍检漏的主要方法。
第十四章 第十四章 工艺实习与参观 3.0学时 刘文鑫
第1节 太赫兹高频系统冷测实验
第2节 太赫兹行波管工艺制备条件实习
第3节 太赫兹速调管工艺制备条件实习
第十五章 第十五章 2.0学时 刘文鑫
第1节 期末考试
第2节 期末考试

刘文鑫，IET Fellow, IEEE Senior Member,博士，研究员,主要太赫兹真空电子器件的研究。