具有匹配相速度与群速度的波纹波导中的宽带太赫兹产生
应用物理
2023-10-12 v1 加速器物理
光学
摘要
我们展示了可以设计这样一种波纹波导：在其色散关系的拐点处相速度与群速度重合，从而允许与带电粒子束的扩展相互作用区间。这为设计行波慢波结构提供了基础，其中相对论性带电粒子束与传播太赫兹波之间可实现宽带相互作用，使束与波之间发生能量交换，放大太赫兹辐射。我们采用 Fourier-Mathieu 展开，给出了具有周期起伏横截面的波纹波导中 Maxwell 方程的近似解析解。由于是解析的，这得以从期望的色散关系快速设计波纹波导。我们设计了一个具有期望色散的三维波导，并通过数值模拟确认了波剖面的解析预测。利用 Madey 定理分析了波-束相互作用的强度，表明存在一个宽频相互作用区域。
引用
@article{arxiv.2310.07450,
title = {Broadband Terahertz Generation in a Corrugated Waveguide with matched Phase and Group Velocities},
author = {Sergey S. Siaber and Jonathan Gratus and Rebecca Seviour and Steven P. Jamison and Taylor Boyd},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07450},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 9 figures, 1 supplementary document: 6 pages 6 figures. Submitted to OSA optics Express