Волноводно-фокусирующая структура для высокоградиентного ускорения электронов пикосекундными импульсами терагерцового излучения

Предложена конструкция сверхширокополосной металло-диэлектрической структуры для высокоградиентного ускорения электронов полем ультракороткого терагерцового импульса. Она позволяет осуществлять эффективную фокусировку терагерцового пучка в канал движения электронов и их ускорение в условиях синхронизма с электромагнитным полем. Выполненное моделирование показало, что при использовании терагерцовых импульсов с длительностью положительной полярности электрического поля около 0,5 пс и энергией 2 мкДж, получаемых путём конверсии лазерного излучения в нелинейном кристалле, энергия электронов может быть увеличена с 50,0 до 55,7 кэВ на длине структуры 1 мм. Предложена схема демонстрационного эксперимента, в которой ускорение электронов до начальной энергии 50 кэВ осуществляется с помощью фотокатода в виде иглы, облучаемой тем же лазером, который создаёт ускоряющие терагерцовые импульсы.