近年来,随着科学技术的飞速发展,人们期望得到更加优质的太赫兹辐射源。研究太赫兹辐射源利用的主要学科为热辐射、电子学和光子学。但是单纯的采用光子学或是电子学的方法得到的辐射源在高频率和高功率两个方面不能达到很好的结合,因此,科学工作者们创造性地提出了运用光子学和电子学相结合的方式,使太赫兹辐射源在频率和功率两个方面得到很好的平衡。本论文所研究的课题正是基于这一目的进行的。首先,我们从理论、MATLAB数值计算和CST模拟仿真三个方面对电子束平行掠过半无限大金属结构的情况进行分析。分析结果表明,电子束平行掠过半无限大金结构时,在金结构表面产生了表面等离子体激元,且表面等离子体激元的频率随电子束能量改变。随着半无限大金属结构的厚度逐渐变薄至接近金属薄膜时,表面等离子体激元在金属薄膜的上下表面出现了对称模式和非对称模式,两个模式的表面等离子体激元频率受薄膜厚度的影响。随后本文研究了电子束平行掠过完纯金属光栅和金光栅的情况。研究发现,电子束平行掠过完纯光栅结构产生Smith-Purcell辐射和表面波,Smith-Purcell辐射的频率随电子束能量的增大而增大,随周期的减小而增大。表面波的频率始终比Smith-Purcell辐射的频率小。电子束平行掠过金光栅结构时,表面等离子体激元、Smith-Purcell辐射和表面波同时被激励。调整金属光栅的周期和电子束能量,可以使表面等离子体激元的频率落在Smith-Purcell辐射的频率范围内,此时,表面等离子体激元辐射被光栅去耦辐射从而达到增强Smith-Purcell辐射的效果。表面波的频率始终小于Smith-Purcell辐射的频率,故表面波不能增强Smith-Purcell辐射。为了使实验获得更好的效果,本文对电子束激励完纯金属基底加金块结构进行仿真。通过研究发现,在该结构中,由于金属结构的不连续性,电子束激励产生了局域表面等离子体激元,该激元的增强效果大大增强。最后,设计结构适宜的金属光栅对理论研究成果进行验证。在实验中,利用扫描电子显微镜获得聚束性较好的高能电子束,利用设计好的光路系统使产生的信号最大限度的被光谱仪收集。电子束垂直激励或平行掠过金光栅结构时,观察到了表面等离子体激元辐射和表面等离子体激元增强的Smith-Purcell辐射,该辐射的频率与理论计算值基本吻合。