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本文提出一种曲面镜开放式谐振腔Smith-Purcell型自由电子激光的新结构;利用PIC模拟的方法模拟给出了冷腔的频谱分布,并对注-波互作用特性进行了模拟分析、计算,在辐射角为35°的输出窗处得到了谐振频率43.17GHz、功率50.5MW、效率8.3％的微波输出.模拟结果表明:新型开放式球面谐振腔Smith-Purcell型FEL,利用中等能量的相对论电子注,通过改变辐射夹角即可产生毫米波段的相干辐射.这种结构为开发短毫米波及远红外波谱提供了一种可行的方案.