【摘 要】
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太赫兹波是指频率在0.110THz(波长为3mm30μm)范围内的电磁波(简称太赫兹),它具有很多独特的性质:太赫兹波的波长短,空间分辨率很高;太赫兹波具备很好的穿透沙尘烟雾的特性,对非金属材料具有良好的穿透特性;太赫兹波光子能量小,没有类似X射线的电离效应,不会对物质产生破坏等。结合上述特性,太赫兹技术在雷达、卫星通信、遥感、国土安全、反恐探测、医疗诊断、环境监测等领域有广泛应用。太赫兹作为当下
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太赫兹波是指频率在0.1~10THz(波长为3mm~30μm)范围内的电磁波(简称太赫兹),它具有很多独特的性质:太赫兹波的波长短,空间分辨率很高;太赫兹波具备很好的穿透沙尘烟雾的特性,对非金属材料具有良好的穿透特性;太赫兹波光子能量小,没有类似X射线的电离效应,不会对物质产生破坏等。结合上述特性,太赫兹技术在雷达、卫星通信、遥感、国土安全、反恐探测、医疗诊断、环境监测等领域有广泛应用。太赫兹作为当下研究的热门话题,因其具有诸多特殊的物理属性而获得了广泛的关注,太赫兹的相关器件的研制也就成为了众多科研院所研究的前沿方向。在太赫兹电真空器件领域,随着行波管工作频率的不断提高,其组件的尺寸越来越小,对加工精度越来越敏感,微小的误差都会对驻波互作用产生很大的影响,进而影响整管功率的输出。当真空电子器件的频率进入200GHz以后,传统的加工方法已经不再适用,需要采用微电子技术中的MEMS微细加工方法来进行制备。总体上可实用化的制造方法主要包括超精密电火花线切割加工(Ultra-fine WEDM)技术、LIGA技术、UV-LIGA技术以及DRIE技术。其中UV-LIGA技术和DRIE技术由于可以延伸到1THz甚至几十THz以上的结构尺寸的加工,因而受到了广泛的关注。0.22GTHz折叠波导器件作为其中的一种关键器件,该器件有深宽比较大,表面粗糙度要求高、全金属结构及密封等多种特殊要求。其内部电子注通道与其外形的对称度也将直接影响电子注的流通率,也是保证整管性能的前提条件。这些条件都对折叠波导的加工精度提出了严格的要求,同时也对折叠波导的加工方法提出了更高的要求。本文将对0.22GTHz折叠波导的加工方法进行论述与分析,为后续制备更高频段的折叠波导奠定基础。本论文的主要研究工作与创新点可以归纳为:(1)研究了UV-LIGA在加工高深宽比、高表面粗糙度要求、复杂三维全金属密封结构加工方面所面临的挑战和解决方法。(2)对比了UV-LIGA加工技术与机械加工技术在加工复杂结构中的优缺点,将两种工艺方法的本质性区别通过0.22THz折叠波导慢波结构的加工实例客观清晰地呈现出来。(3)通过UV-LIGA加工技术与机械加工技术的对比,将两种方法相结合,各取所长实现了更宽的器件加工能力,更短的加工周期,以及更复杂的结构加工能力。
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