太赫兹驱动的纳米尖端场发射电子枪及级联加速
加速器物理
2025-08-26 v1
摘要
本文报道了两种版本的太赫兹（THz）驱动纳米尖端场发射电子枪：单层反射式电子枪（SLRGs）和双层反射式电子枪（DLRGs）。两种电子枪均使用纳米尖端发射器，通过 THz 电场加速电子。SLRGs 采用反射结构，将 THz 电场的初始和后续半周期叠加，从而增强场幅度和加速效率。实验表明，SLRGs 在相同 THz 输入能量下，加速效率高于单层非反射式电子枪（SLNRGs），这直接验证了反射结构的有效性。理论上，单馈模式下的 SLRGs 可匹配双馈 SLNRGs 的加速效率，同时降低运行复杂度。DLRGs 通过精确扫描两个入射 THz 束之间的延迟，实现了 THz 驱动的级联电子加速。这表明了 THz 驱动电子源中级联加速的直接实验演示。DLRGs 的实验结果与仿真预测的电子动力学结果高度一致。这为开发多层高加速效率 THz 驱动高能电子枪奠定了基础。对每个层的 THz 进行独立操控的能力，具有提高 THz 电子枪束质量的潜在前景。
引用
@article{arxiv.2508.17080,
title = {Terahertz-Driven Nano-tip Field-Emission Electron Gun and Cascaded Acceleration},
author = {Wentao Yu and Nongchao Tan and Kai Peng and Sijie Fan and Yixiao Fu and Kai Jiang and Zhao Yun and Longding Wang and Renkai Li and Yingchao Du and Lixin Yan and Chuanxiang Tang and Wenhui Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.17080},
year = {2025}
}