太赫兹(THz)是指频率在100GHz到10THz、对应的电波长在3mm和30μm之间的电磁波,其电磁波频段范围位于微波与红外光之间,是一个特殊的频率谱区域,在医学、生物、通信等多个领域具有广泛的应用。太赫兹源作为太赫兹科学技术发展的核心部分,也是目前有待解决的一个关键问题,采用真空电子技术产生太赫兹辐射源是业界公认有效方法之一。而目前真空电子技术产生太赫兹源的方法还面临互作用效率低、输出功率低、加工难度大等问题,因此本文提出采用多电子注与孔阵列周期结构互作用的方法,提高互作用效率及输出功率,且运用这种结构便于加工,对太赫兹辐射源的研究具有重要意义。本论文的主要研究内容主要有以下三个方面:(1)提出了单孔周期结构,对其进行了色散的理论推导,得出结构的色散曲线,分析了单孔结构的电磁特性,运用电磁仿真软件进行了验证。经过与其它结构的比较,得出了单孔周期结构具有较高的互作用效率。为了得到输出功率,设计加工了T型耦合谐振腔,并对高频结构的色散测量方法进行了调研,最终选择谐振法对结构进行测试分析,运用仿真软件,对待测模型进行了色散测量。(2)在单孔周期结构的基础上设计出了多电子注的孔阵列周期结构模型,并对其色散及电磁特性进行了分析。比较了不同孔个数的孔阵列周期结构的互作用效率,得出孔阵列结构中的孔间存在耦合,孔数越多的结构互作用效率越高,最后通过仿真软件计算出不同孔结构的耦合阻抗值。(3)运用多电子注的方法,将多电子注孔阵列周期结构应用在Smith-Purcell辐射上,首先分析了单电子注模型的电磁特性,然后运用仿真软件,在结构中分别加入周期电子点团和电子注进行Smith-Purcell辐射观察,最后提出了多电子注模型结构,对多电子注结构的Smith-Purcell辐射进行了分析观察,并将两种结构进行了比较分析,在保持注入功率一致的条件下,得出多电子注明显具有更强的辐射电场和转换效率。