太赫兹真空电子学器件的原理与技术  080901M05002H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:刘文鑫
授课时间: 星期四,第10、11、12 节
授课地点: 教一楼315
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17
课程编号: 080901M05002H 课时: 50 学分: 3.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:刘文鑫 助教:刘泳良
英文名称: Principles and Techonologies of Terahertz Vacuum Electronics Devices 召集人:

教学目的、要求

本课程主要面向电子科学与技术专业一年级研究生和高年级本科生,是在具有一定的电磁场与微波技术、数学物理方程等相关知识的基础上而开设的专业普及课。主要目的是让学生在进入课题研究之前,对微波、毫米波及太赫兹真空器件的基本原理有比较深入的了解与认识,熟悉真空器件研制的基本工艺,了解专业前沿研究动态,有利于本专业研究生的招生和相关研究课题的开展。

预修课程

高等数学、微波技术

教 材

1.	微纳米加工技术及其应用 
2.	微纳加工及在纳米材料与器件研究中的应用
3.	微波器件原理
4.	电真空工艺

主要内容

第一章太赫兹波的本质。太赫兹波的基本特性、原理与应用领域。太赫兹波与物质相互作用的基础理论、物质中的电磁波、太赫兹波的波动性、太赫兹辐射的粒子性。
第二章太赫兹波的产生。基于光学效应的太赫兹辐射源、半导体电子学、真空电子学辐射源及产生太赫兹脉冲的新技术;微波毫米波及太赫兹真空电子器件的发展简史、应用领域、当前的主题工作以及未来的发展方向。
第三章新型真空太赫兹源。超短脉冲电子束太赫兹源、自由电子激光太赫兹源、超强激光等离体子太赫兹源、超材料真空电子太赫兹源。
第四章太赫兹行波管。太赫兹行波管的基本原理、基本参量、耦合腔行波管、螺旋线行波管、折叠波导行波管、多注行波管、平面化行波管、太赫兹行波管的主要应用领域。
第五章太赫兹返波管。太赫兹返波管的基本原理、描述参量、盘荷波导返波管、平面光栅返波管、折叠波导返波管、太赫兹相对论返波管、太赫兹表面波返波管。
第六章太赫兹回旋管。回旋管的基本原理、太赫兹回旋振荡器、太赫兹回旋放大器、太赫兹回旋管的应用。
第七章微纳加工技术简介介绍微纳米技术与微纳米加工技术、微纳米加工的基本过程与分类,太赫兹科学技术的特点及应用,以及对微纳加工技术的要求。
第八章光学曝光技术。光学曝光方式与原理、光学曝光的工艺过程、光刻胶的特性、光学掩膜的设计与制作、短波长曝光技术、光学曝光分辨率增强技术、厚胶曝光技术、LIGA技术(重点是X-LIGA)及其太赫兹真空器件中的应用。
第九章电子束曝光技术。电子光学原理、电子束曝光系统、电子束曝光的邻近效应及其校正、低能电子束曝光、电子束抗蚀剂及其工艺、三维结构的制备、新型电子束曝光技术,电子束技术在太赫兹器件的应用。
第十章聚焦离子束加工技术。聚焦离子束系统的基本组成、基本功能与原理,聚焦离子束的三维纳米加工、聚焦离子束技术的发展
第十一章刻蚀技术。刻蚀的基本概念、湿法腐蚀技术、干法刻蚀系列技术、无掩膜刻蚀技术、刻蚀技术在太赫兹器件中的应用。
第十二章钎焊。微波真空器件都是由许多金属零件与介质零件按照设计的结构和要求连接起来,组合成一个整体。连接的方法有多种,本章重点介绍金属与金属的钎焊工艺。
第十三章陶瓷-金属封接。介绍真空器件陶瓷的类型及其性能,分节简述几种陶瓷-金属封接工艺及其原理,最后介绍其设计原则。
第十四章真空的测量、获得与检漏。真空测量的基本方法、主要测量设备等。获得真空的主要方法和途径,主要设备;同时介绍检漏的主要方法。
第十五章毫米波太赫兹器件工艺与测试现场实习。主要进行太赫兹器件工艺全过程的现场讲解、太赫兹器件高频的冷测、太赫兹器件的热测。

参考文献

1.	太赫兹科学与技术原理,Yun-Shik Lee 著,崔万照等译,国防工业出版社
2.	微纳米加工技术及其应用,崔铮,高等教育出版社  
3.	微纳加工及在纳米材料与器件研究中的应用, 顾长志,科学出版社
4.	微波器件原理:杨祥林等编著,电子工业出版社,1994
5.	电真空工艺:莫纯昌,国防工业出版社,1980