Ковшов Ю. С. Взаємодія електронних потоків з полями електродинамічних систем ТГц клінотронів підвищеної стабільності

Об'єкт дослідження – формування та поширення нерелятивістських щільних стрічкових електронних пучків та процеси електронно-хвильової взаємодії в ТГц клінотронах. Мета – виявлення фізичних особливостей електронно-хвильової взаємодії в надрозмірних електро-динамічних системах ТГц клінотронів. Методи досліджень i апаратура – 3-D моделювання траєкторій електронних пучків та розрахунків електронно-хвильової взаємодії, вимірювання шорсткості поверхні методами оптичної інтерферометрії, дослідження параметрів випромі-нювання каліброваними приладами. Результати i новизна – розроблено розрахункову модель електронно-хвильової взаємодії клінотрона з урахуванням високочастотних омічних втрат, викликаних як шорсткістю поверхні, так і тепловим навантаженням на гребінку. Розроблена теоретична модель в ТГц клінотроні враховує відбиття і трансформацію електромагнітних хвиль в областях з’єднання системи, що сповільнює рух хвиль, з хвилеводними трактами, а також розкид повздовжніх швидкостей електронів за товщиною потоку. Розроблена модель дозволила пояснити ефекти резонансного збудження ТГц клінотронів, а також механізми підвищення потужності випромінювання і збудження багаточастотного режиму в ТГц клінотронах у разі застосування несиметричної електронно-оптичної системи, що були експериментально досліджені в діапазоні частот від 100 до 400 ГГц в клінотронах, що містять або звичайну плоску гребінку, або багатоступеневу гребінку. Було розроблено контур стабілізації потужності та частоти випромінювання для ТГц клінотронів із застосуванням розробленого високовольтного джерела живлення та схеми пропорційно-інтегрально-диференціального управління, за рахунок чого експериментально отримано довгострокову стабільність вихідної потужності 0,5% та стабільність частоти 5 МГц на частоті 300 ГГц для клінотрону з вихідною потужністю 100 мВт. Галузь застосування –ЯМР-ДПЯ спектроскопія, ТГц-бачення, ТГц-томографія, фізична електроніка.