带电粒子在介质中以超过光在介质中的相速度(此速度也称为超光速)的速度传播会导致辐射的产生。在此过程中产生的辐射图具有圆锥结构。这种效应称为切伦科夫效应,具有许多基础和应用应用,其解释于 1958 年获得了诺贝尔物理学奖。

当超短电子束加速并急剧停止时可以产生太赫兹辐射

光在两种介质界面上的斜入射是类似的现象;在这种情况下,沿界面形成次级辐射源的波,其传播速度超过光的相速度。

光在界面上的折射和反射是光入射过程中形成的所有光源的波振幅相加的结果。如果考虑具有光电发射材料的界面——阴极,光以斜入射到该界面并导致电子发射——那么电子密度波将以超光速沿阴极表面形成。

这一现象伴随着二次辐射的产生。施加外部电场会导致电子加速,从而导致此类光源的电子能量和二次辐射增加。

俄罗斯科学院普罗霍罗夫普通物理研究所的研究人员提出利用电子发射源形成的超光速波来产生太赫兹辐射。这项研究题为“真空光电二极管超快光放电下的脉冲太赫兹辐射”,已发表在《光电子学前沿》杂志上。

其主要思想是将超短激光脉冲施加到阴极表面,从而形成超短电子束。接下来,电子被外部场加速,并突然停止在薄薄的介电层中,从而产生微波和太赫兹范围内的电磁脉冲。

作者建议通过提高光发射涂层的效率来扩展此类光源。这项研究的成果为宽带无创断层扫描、成像、雷达和电子设备的功率效应等任务开辟了新的太赫兹辐射源。