反射式太赫兹返波振荡器成像系统及其应用

第２９卷第１期２０１０年２月红外与毫米波学报

Ｊ．ＩｎｆｒａｒｅｄＭｉＨｉｍ．Ｗａｖｅｓ

Ｖ０１．２９，Ｎｏ．１

Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１０

文章编号：１００１—９０１４（２０１０）０１—００１５—０４

反射式太赫兹返波振荡器成像系统及其应用

葛新浩，吕默，钟华，张存林

（首都师范大学物理系北京市太赫兹波谱与成像重点实验室

太赫兹光电子学教育部重点实验室，北京１０００４８）

摘要：实现了基于返波管源的太赫兹波反射式成像系统．这是一种新型的无损探伤成像方式．从样品表面或者基底反射回来的太赫兹波被焦热电探测器收集，最后经过计算机处理成像．频率为０．７ＴＨｚ的成像系统被用来对一系列样品进行无损检测，如硬币、徽章、模型飞机以及预埋了人工缺陷的工业样品．结果表明，很多工业材料相对于太赫兹波都是透明的，尤其是一些在航空航天技术中具有广泛应用价值的吸收微波的材料．

关键词：无损检测；太赫兹成像；返波震荡器；反射式成像

中图分类号：０４３９文献标识码：Ａ

ＴＥＲＡＨＥＲＴＺＷＡＶＥＲＥＦＬＥＣＴＩｏＮＩＭＡＧＩＮＧＳＹＳＴＥＭＢＡＳＥＤｏＮＢＡＣＫＷＡＲＤＷＡＶＥｏＳＣＩＬＬＡＴｏＲ

ＡＮＤＩＴＳＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏＮ

ＧＥＸｉｎ—Ｈａｏ，ＬｖＭｏ，ＺＨＯＮＧＨｕａ，ＺＨＡＮＧＣｕｎ—Ｌｉｎ

（ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＴｅｒａｈｅｒｔｚＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＩｍａ矛ｎｇ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｅｒａｂｅｎｚＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＭｉｍｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＣａｐｉｔａｌＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｅｒａｈｅｒｔｚ（ＴＨｚ）ｗａｖｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｂａｃｋｗａｒｄｗａｖｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（ＢＷＯ）Ｗａ￥ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｔｉｓａｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｔｏｎｏｎ－ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｗａｖｅａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｒｅｆｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅ

ｓａｍｐｌｅｓｕｒｆａｃｅｏｒｓｕｂｓｔｒａｔｅｗａｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｂｙａｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｏｒ，ａｎｄｔｈｅｎｉｍａｇｅｄｂｙｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ａｎｕｍｂｅｒｏｆ

ｓａｍｐｌｅｓｗｈｉｃｈｈａｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｍａｇｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇ０．７ＴＨｚｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｉｎｓ，ｂａｄｇｅｓ，ａｍｏｄｅｌａｉｒ－ｐｌａｎｅａｎｄｓｏｍｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓａｍｐｌｅｓｔｈａｔｃｏｎｔａｉｎｅｄｐｒｅ－ｂｕｉｌｔｄｅｆｅｃｔｓ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔＴＨｚｒａｄｉａｔｉｏｎｉｓｈｉｇＩｌｌｙｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｔｏｍａｎｙｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｍ，ｑｔｅｒｉａｌｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅ“ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｂｓｏｒｂｉｎｇ”ｍａｔｅｒｉａｌｗｈｉｃｈｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｅｒｏａｎｄｓｐａｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇ；ｔｅｒａｂｅｒｔｚｉｍａｇｉｎｇ；ｂａｃｋｗａｒｄ－ｗａｖｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（ＢＷＯ）；ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇ

引言

太赫兹辐射（ＴＨｚ，１ＴＨｚ＝１０１２Ｈｚ）泛指辐射频率在０．１～１０ＴＨｚ内的电磁波辐射．这个频段内的辐射具有良好的穿透性，可以穿透皮革、塑料、木头、纸张等日常物体，对生物体不具有破坏性…，越来越多地被应用在实际生活中．返波振荡器（返波管，ＢＷＯ，ＢａｃｋｗａｒｄＷａｖｅＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）太赫兹源就是其中的一种连续波太赫兹辐射源，它是利用电子束与梳形减速结构相互作用产生返波振荡的微波电子管，目前只有返波振荡器和自由电子激光器在０．１ＴＨｚ以上具有宽带调谐和大功率输出的能力…．

最近几年，连续波太赫兹成像以其高功率、易于操作调节的特性在一些无损探伤的领域逐渐取代了脉冲式太赫兹时域光谱成像装置．返波管（ＢＷＯ）作为太赫兹辐射源，具有独特的优势，如输出功率高、波前性质良好、稳定性好，而且体积小、操作简便、光路组成较为简单等．

我们的工作主要是利用返波管产生的太赫兹辐射对样品进行反射式成像研究．大多数金属，太赫兹波都不能透射，这就导致透射式光路存在一定的局限性【２Ｊ．而根据太赫兹辐射对于绝大多数不导电材

收稿日期：２００９一Ｏｌ?０２，修回日期：２００９—０６－１８Ｒｅｃｅｉｖｅｄｄａｔｅ：２００９—０１．０２。ｎｖｉｓｅｄｄａｔｅ：２００９．０６－１８基金项目：国家重点基础研究发展计划“９７３计划”（２００７ＣＢ３１０４０８）；国家自然科学基金（１０３９０１６０）

作者简介：葛新浩（１９８３一），男，北京房山人，硕士研究生，主要从事太赫兹连续波成像研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｏｆｉｎｇｅ＠１２６．ｃｏｍ．

万方数据

Ku波段低磁场返波管振荡器的模拟与实验

第13卷 第1期 太赫兹科学与电子信息学报Vo1．13，No．1 2015年2月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Feb．，2015 文章编号：2095-4980(2015)01-0080-06 Ku波段低磁场返波管振荡器的模拟与实验 邵剑波1,2，谢鸿全1，李正红2，马乔生2，吴洋2 (1.西南科技大学理学院，四川绵阳 621010；2.中国工程物理研究院高功率微波技术重点实验室，四川绵阳 621999) 摘 要：为了实现高功率微波(HPM)系统小型化，结合传统低磁场相对论返波管振荡器(RBWO)的设计理论，设计一个Ku波段较低磁场的相对论返波振荡器。分析束压、束流、引导磁场等对输 出微波的影响，并采用粒子模拟软件(PIC)优化结构。当轴向引导磁场为0.4 T，电子束束压和束流 分别为600 kV和7 kA时，得到频率为13.08 GHz，功率为1.0 GW的微波输出。在强流电子束加速 器平台上开展实验验证模拟结果：外加磁场0.4 T时，得到平均功率为850 MW、频率13.05 GHz、 脉宽24 ns的微波输出。该实验结果为实现较低磁场GW级微波输出打下了良好的基础。 关键词：相对论返波管；Ku波段；低引导磁场 中图分类号：TN125 文献标识码：A doi：10.11805/TKYDA201501.0080 Simulation and experiment of Ku-band backward wave oscillator with low magnetic field SHAO Jianbo1,2，XIE Hongquan1，LI Zhenghong2，MA Qiaosheng2，WU Yang2 (1.College of Science，Southwest University of Science and Technology，Mianyang Sichuan 621010，China；2.Science and Technology on High Power Microwave Laboratory，China Academy of Engineering Physics，Mianyang Sichuan 621999，China) Abstract：A Ku-band backward wave oscillator with low magnetic field is designed in order to realize the High Power Microwave(HPM) system miniaturization, according to the basic theory of traditional Relativistic Backward-Wave Oscillator(RBWO) with low magnetic field. The effects of beam voltage, beam current and the guiding magnetic field on the output power are analyzed. The structure is optimized by using particle simulation(PIC). A microwaves output power of 1.0 GW with the frequency of 13.1 GHz is obtained under the guiding magnetic field of 0.4 T, the diode voltage of 600 kV and the beam current of 7 kA. The preliminary experiment is performed at low magnetic field condition. Under a guiding magnetic field of 0.4 T, the microwave power of 850 MW with 13.05 GHz frequency and 24 ns pulse width is obtained. The experiment has laid a good foundation to realize the GW microwave output with lower magnetic field. Key words：Relativistic Backward Wave Oscillator；Ku-band；low guiding magnetic field 近年来，相对论返波管振荡器(RBWO)由于具有高功率、高效率、结构简单等特点得到了广泛的研究并取得了巨大的进步，输出功率已达到10 GW，效率达到50%以上，但是其要求的磁场也超过2 T[1]。提供外加磁场通常有2种方式：一是用超导磁体产生，但是超导磁体技术复杂，成本高，并且设计好的超导磁体磁场分布固定，这给HPM源实验研究带来不便；二是采用电容器对励磁线圈放电产生脉冲磁场，但是线圈产生磁场与电容器充电成正比关系，需要的磁场越强，则励磁电源越大[2]。庞大的励磁系统严重影响了HPM系统的总体效率，制约了其向小型化和重复频率运行方向的发展，为了提高相对论返波管振荡器微波源的总体效率，设法从器件设计上研制低磁场相对论返波管振荡器，使得其向小型化发展。Ku波段的相对论返波管相比C,X波段频率更高，带宽更宽，更容易应用于现代通信，因而对Ku波段的研究具有重要的应用价值。1998年Gunin报道了在0.7 T的稳衡磁场下得到了频率为10 GHz、功率为0.5 GW、脉宽为10 ns的微波输出[3]；2001年第21试验训练基地研究所的范菊平等报道了在0.7 T的磁场下，得到了频率8.874 GHz、功率750 MW、效率约15%的微波输出[4]；2006 年国防科技大学张军等在约0.7 T的引导磁场下实现了约1.2 GW的X波段微波输出；2008年中国工程物理研究 收稿日期：2014-05-19；修回日期：2014-08-20 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61271109)

反射式太赫兹返波振荡器成像系统及其应用

第２９卷第１期２０１０年２月红外与毫米波学报 Ｊ．ＩｎｆｒａｒｅｄＭｉＨｉｍ．Ｗａｖｅｓ Ｖ０１．２９，Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１０ 文章编号：１００１—９０１４（２０１０）０１—００１５—０４ 反射式太赫兹返波振荡器成像系统及其应用 葛新浩，吕默，钟华，张存林 （首都师范大学物理系北京市太赫兹波谱与成像重点实验室 太赫兹光电子学教育部重点实验室，北京１０００４８） 摘要：实现了基于返波管源的太赫兹波反射式成像系统．这是一种新型的无损探伤成像方式．从样品表面或者基底反射回来的太赫兹波被焦热电探测器收集，最后经过计算机处理成像．频率为０．７ＴＨｚ的成像系统被用来对一系列样品进行无损检测，如硬币、徽章、模型飞机以及预埋了人工缺陷的工业样品．结果表明，很多工业材料相对于太赫兹波都是透明的，尤其是一些在航空航天技术中具有广泛应用价值的吸收微波的材料． 关键词：无损检测；太赫兹成像；返波震荡器；反射式成像 中图分类号：０４３９文献标识码：Ａ ＴＥＲＡＨＥＲＴＺＷＡＶＥＲＥＦＬＥＣＴＩｏＮＩＭＡＧＩＮＧＳＹＳＴＥＭＢＡＳＥＤｏＮＢＡＣＫＷＡＲＤＷＡＶＥｏＳＣＩＬＬＡＴｏＲ ＡＮＤＩＴＳＡＰＰＬＩＣＡＴＩｏＮ ＧＥＸｉｎ—Ｈａｏ，ＬｖＭｏ，ＺＨＯＮＧＨｕａ，ＺＨＡＮＧＣｕｎ—Ｌｉｎ （ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＴｅｒａｈｅｒｔｚＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＩｍａ矛ｎｇ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｅｒａｂｅｎｚＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＭｉｍｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＣａｐｉｔａｌＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｅｒａｈｅｒｔｚ（ＴＨｚ）ｗａｖｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｂａｃｋｗａｒｄｗａｖｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（ＢＷＯ）Ｗａ￥ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｔｉｓａｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｔｏｎｏｎ－ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｗａｖｅａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｒｅｆｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓｕｒｆａｃｅｏｒｓｕｂｓｔｒａｔｅｗａｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｂｙａｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｏｒ，ａｎｄｔｈｅｎｉｍａｇｅｄｂｙｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ａｎｕｍｂｅｒｏｆ ｓａｍｐｌｅｓｗｈｉｃｈｈａｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｍａｇｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇ０．７ＴＨｚｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｉｎｓ，ｂａｄｇｅｓ，ａｍｏｄｅｌａｉｒ－ｐｌａｎｅａｎｄｓｏｍｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓａｍｐｌｅｓｔｈａｔｃｏｎｔａｉｎｅｄｐｒｅ－ｂｕｉｌｔｄｅｆｅｃｔｓ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔＴＨｚｒａｄｉａｔｉｏｎｉｓｈｉｇＩｌｌｙｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｔｏｍａｎｙｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｍ，ｑｔｅｒｉａｌｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅ“ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｂｓｏｒｂｉｎｇ”ｍａｔｅｒｉａｌｗｈｉｃｈｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｅｒｏａｎｄｓｐａｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇ；ｔｅｒａｂｅｒｔｚｉｍａｇｉｎｇ；ｂａｃｋｗａｒｄ－ｗａｖｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ（ＢＷＯ）；ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇ 引言 太赫兹辐射（ＴＨｚ，１ＴＨｚ＝１０１２Ｈｚ）泛指辐射频率在０．１～１０ＴＨｚ内的电磁波辐射．这个频段内的辐射具有良好的穿透性，可以穿透皮革、塑料、木头、纸张等日常物体，对生物体不具有破坏性…，越来越多地被应用在实际生活中．返波振荡器（返波管，ＢＷＯ，ＢａｃｋｗａｒｄＷａｖｅＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）太赫兹源就是其中的一种连续波太赫兹辐射源，它是利用电子束与梳形减速结构相互作用产生返波振荡的微波电子管，目前只有返波振荡器和自由电子激光器在０．１ＴＨｚ以上具有宽带调谐和大功率输出的能力…． 最近几年，连续波太赫兹成像以其高功率、易于操作调节的特性在一些无损探伤的领域逐渐取代了脉冲式太赫兹时域光谱成像装置．返波管（ＢＷＯ）作为太赫兹辐射源，具有独特的优势，如输出功率高、波前性质良好、稳定性好，而且体积小、操作简便、光路组成较为简单等． 我们的工作主要是利用返波管产生的太赫兹辐射对样品进行反射式成像研究．大多数金属，太赫兹波都不能透射，这就导致透射式光路存在一定的局限性【２Ｊ．而根据太赫兹辐射对于绝大多数不导电材 收稿日期：２００９一Ｏｌ?０２，修回日期：２００９—０６－１８Ｒｅｃｅｉｖｅｄｄａｔｅ：２００９—０１．０２。ｎｖｉｓｅｄｄａｔｅ：２００９．０６－１８基金项目：国家重点基础研究发展计划“９７３计划”（２００７ＣＢ３１０４０８）；国家自然科学基金（１０３９０１６０） 作者简介：葛新浩（１９８３一），男，北京房山人，硕士研究生，主要从事太赫兹连续波成像研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｏｆｉｎｇｅ＠１２６．ｃｏｍ． 万方数据

340 GHz太赫兹返波振荡器

第11卷 第1期 太赫兹科学与电子信息学报Vo1．11，No．1 2013年2月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Feb．，2013 文章编号：2095-4980(2013)01-0032-06 340 GHz太赫兹返波振荡器 冯进军，唐 烨，李含雁，刘京恺，蔡 军，胡银富，邬显平 (中国电子科技集团公司第12研究所，北京100015) 摘 要：介绍太赫兹返波振荡器的发展，重点对340GHz返波振荡器的设计、模拟和微细加工等研究工作进行了详细介绍。采用平行流电子枪、均匀永磁聚焦系统和折叠波导慢波结构来实 现340GHz返波振荡器，计算和模拟结果表明，当调谐电压14kV~16.2kV，工作电流8mA时， 在337GHz~347GHz的频率范围内可得到10mW输出功率。高频结构加工采用UV LIGA技术，已 经加工出高频结构样品，并对真空环境应用做了研究，以保证较小的表面粗糙度，减小高频率情 况下的射频损耗。 关键词：太赫兹；真空器件；返波振荡器；微机电系统技术；LIGA技术 中图分类号：TN752文献标识码：A 340GHz Terahertz Backward Wave Oscillators FENG Jin-jun，TANG Ye，LI Han-yan，LIU Jing-kai，CAI Jun，HU Yin-fu，WU Xian-ping (The 12th Institute，China Electronics Technology Group Corporation，Beijing 100015，China) Abstract：The development of Terahertz Backward Wave Oscillator(BWO) is reviewed. The 340GHz BWO is investigated including the design and simulation of electron gun, focusing system and slow wave structure. The folded waveguide slow wave structure，the parallel electron beam gun and the permanent magnetic system are chosen in the system，and the simulation results show that the operation frequency can be tuned from 337GHz to 347GHz with 8mA beam current and the variation of operation voltage from 14kV to 16.2kV，and the maximum output power is 10mW. The Slow Wave Structure(SWS) is fabricated by UV Lithographie,Galanoformung,Abformung(LIGA)，and the work on the vacuum condition is carried out to ensure the small surface roughness and reduce the transmission loss in the high frequency. Key words：Terahertz；vacuum devices；Backward Wave Oscillator；Micro-Electro-Mechanical Systems；Lithographie,Galanoformung,Abformung 太赫兹微波管是生化材料探测、隐藏金属武器检测、太赫兹雷达、通信、医疗成像、材料科学和宇宙科学等应用系统的关键器件[1]，这些需求引起了全球范围内在大功率、小型化微波管的设计、模拟、优化、精密工艺技术、太赫兹测试技术等方面的广泛研究，特别是利用先进的微加工技术，如LIGA技术、深反应离子刻蚀技术、薄膜技术等研究场发射阴极、高频结构、输能系统等部件[2]。器件工作频率主要集中在太赫兹大气窗口，如94 GHz, 140 GHz,220 GHz,670 GHz,850 GHz，一直到1 030 GHz[3-13]。美国已经启动了多个有关太赫兹真空器件和系统的研究计划，如HiFIVE,SWIFT和THz Electronics等，欧洲也启动了以放大器为主的OPTHER计划[14]。NG公司研制的太赫兹正反馈折叠波导行波管振荡器，采用微机电系统(MEMS)技术制作高频慢波结构(SWS)，工作频率为670 GHz，在3%的占空比下输出功率可达80 mW[8]；220 GHz的行波管也获得了30 W的脉冲功率。俄罗斯ISTOK公司已研制出一组覆盖36 GHz~1 400 GHz的返波振荡器(BWO)[15]，技术指标见表1(永磁聚焦)和表2(线包聚焦)。 CCR公司在进行太赫兹返波振荡器的研究工作，并受到美国国家航空航天局的资助，目标是研究效率高、质量小、频率从300 GHz到1 THz以上的返波振荡器。对于600 GHz~700 GHz的返波振荡器，带宽将达到大约15%，输出功率6 mW~8 mW，用于外差接收机的本振，需要实现本振源的小型化、低功率、宽带。但现有的返波振荡器很重(质量超过20 kg)，功耗大(270 W)，要求水冷，而且输出模式的纯度较差。所以CCR公司研究的目标是：a) 使用先进的微细加工技术将频率提高到1 THz；b) 使用多级降压收集极提高效率并去掉水冷；c) 改进收稿日期：2012-12-18；修回日期：2012-12-29