三反射镜准光腔是一种介于普通微波谐振腔与光学谐振腔之间的谐振系统,在发展新型电磁辐射源,尤其是基于真空电子学的高功率太赫兹辐射源方面可以发挥具大的作用。本文从三反射镜准光腔的设计思想出发,对其进行了详细的理论分析、计算机模拟及实验研究。在此基础上,提出了三反射镜准光腔电磁辐射源的三种方案,并对其相关问题进行了探讨,主要完成了以下几点理论与实验创新工作:1)从三反射镜准光腔的构想出发,采用自由电磁振荡理论对其进行了详细的理论分析,将所求出的腔体中的电磁场分布和计算机仿真及实验结果进行了对比,三者取得了很好的一致。利用计算机仿真,形象地给出了从普通的光学谐振腔演变为三反射镜准光腔的过程,并对三反射镜准光腔进行了详细的研究。在上述基础上,加工制作了能在太赫兹频段工作的三反射镜准光腔,并对其进行了相关测试,实验验证了这种三反射镜准光腔从毫米波到太赫兹频段都能够很好的工作。2)根据三反射镜准光腔的场分布特点,首次提出了利用该谐振系统发展三反射镜准光腔同轴虚阴极振荡器的方案模型。该振荡器模型充分结合了现阶段发展较好的准光腔型虚阴极振荡器和同轴虚阴极振荡器的优点,采用粒子模拟软件对上述系统进行了模拟,验证了该方案具有一定的可行性。3)从周期性电子束产生的瓦维洛夫.切伦科夫辐射的理论研究出发,对三反射镜准光腔中的瓦维洛夫.切伦科夫辐射进行了详细的理论推导,提出了利用周期性电子束串在三反射镜准光腔中产生相干辐射的方法,此种方法可能会成为利用微波技术中发展很好的射频加速器产生的周期性电子束串来激励太赫兹辐射的手段之一。利用粒子模拟软件对上述模型进行了计算,取得了预期的结果。4)通过对电子束与金属光栅的互作用分析,给出了最佳的光栅尺寸及互作用点,明确了电子束与金属光栅表面波互作用与史密斯-帕塞尔辐射的关系。在此基础上提出了三反射镜准光腔史密斯-帕塞尔辐射的研究模型,在采用双平板电子束的情况下,该模型可以充分利用三反射镜准光腔的功率合成功能,发展出一种结构紧凑的、有足够输出功率的真空电子学太赫兹辐射源。分析了该模型中的两种不同的工作模式——表面波模式和准光腔模式,并对这两种工作状态进行了详细的数值计算,根据理论与模拟结果结合现阶段的一些实验及加工条件,提出了初步的实验设计。