近年来,太赫兹科学技术蓬勃发展,而太赫兹辐射源技术作为其中的关键得到极大重视。本论文将从匀速运动电子激励微纳结构的衍射辐射研究出发,探索一种将电子学与光子学相结合的方法来产生太赫兹辐射,并研究其中出现的一些新的物理现象和机制。在研究匀速运动电子激励微纳结构产生辐射的过程中,本论文主要研究了如下方面的内容并取得如下结果：1.本论文探讨了匀速运动电子激励亚波长结构的衍射辐射现象。利用运动电子激励亚波长光栅结构,研究了其产生的双边衍射辐射,结果表明亚波长对称光栅上下半空间的衍射辐射场可以由Smith-Purcell辐射公式来解释,即主要由电子运动速度和光栅周期决定,并分别研究了缝隙宽度、光栅厚度对上下半空间衍射辐射的影响。为进一步研究下半空间的衍射辐射场,采用了非对称的光栅结构,研究表明非对称光栅下半空间衍射辐射场不仅取决于电子运动速度和结构下表面的周期,同时也与电子运动激励起的上半空间的辐射频率范围密切相关。对于运动电子激励亚波长孔阵列结构,本节具体分析了孔阵列的厚度、周期等参数对上下空间衍射辐射的影响。2.本论文研究了匀速运动电子激励亚波长孔阵列加载介质结构(SHAM)的衍射辐射场。电子掠过阵列表面,激励起了上下表面的表面波,在上半空间其表面波相速始终小于光速,因此该场无法辐射；在下半空间,由于介质的出现,表面波的相速在一定条件下可以大于光速,因此其表面波将转化为辐射场,其中-1次空间谐波将转化为衍射辐射场,零次空间谐波将转化为切伦科夫辐射。并且观察到这两种辐射在下半空间形成干涉现象,出现干涉斑点。亚波长周期结构可以支持很强的表面波,而当周期在10-1000微米时,激发的表面波的频率正好位于太赫兹频段,鉴于表面波的局域特性,将其转化为辐射场可有助于新型太赫兹辐射源的探索研究。本论文研究了基于该机理的太赫兹辐射源,采用周期金属圆环加载介质结构将运动电子激励的表面波转化为切伦科夫辐射,理论分析和仿真相结合进行了详细研究。3.本论文研究了在电子平行金属表面运动激励的条件下,金属与介质界面的表面等离子体波的色散关系等特性,分别讨论了匀速电子在金属块和金属薄膜上方运动激励表面等离子体波两种情况。并用粒子模拟仿真软件,对理论分析进行了验证。结合金属薄膜加载介质结构中电子激励起的表面等离子体波可以转化为切伦科夫辐射的机制,本论文进行了金属薄膜加载介质结构的具体研究。分析平板类型和圆柱类型的表面等离子体切伦科夫辐射源(SPCLS)。这种源可以产生从可见光到紫外频段的可调谐电磁辐射,辐射功率密度可以达到108W/cm2。并且,它结构小,易于加工,可实现集成,对发展新型光源具有重要的实用价值和意义。4.本论文研究了电子平行于光栅表面运动产生的衍射辐射,分析验证了基于表面等离子体的Smith-Purcell辐射增强效应。运动电子激励起的表面波,因为它的频率始终低于光栅结构可以辐射的最低频率阀值,所以无法在光栅表面被转化为辐射场,而激励起的表面等离子体波,其频率主要由金属的性质和电子能量决定,通过改变光栅的周期,可以使它的频率满足光栅衍射辐射条件,从而可以转化为辐射场。同时,仿真还发现在光栅表面加载银膜,不仅可以增加Smith-Purcell辐射强度外,还可以提高辐射的方向性。研究对于Smith-Purcell辐射的应用具有重要意义,将有助于基于Smith-Purcell机理的辐射源研究。