Переключение субтерагерцовых волн с диапазоном по длительности в десять порядков

Рассмотрены наносекундные субтерагерцовые волноводные переключатели, которые основаны на объёмном резонаторе с активным элементом из полупроводника, проводимость которого управляется лазером. Обсуждаются недавно обнаруженные возможности использовать эти переключатели для получения импульсов с очень большой длительностью, вплоть до десятков секунд, наряду с наносекундными импульсами на одном и том же прототипе устройства. Продемонстрированы экспериментальные факты коммутации без искажений когерентного излучения перспективных субтерагерцовых гиротронов, имеющих мощность порядка нескольких ватт и длительность импульсов до десяти секунд. Подтверждена и обобщена предложенная ранее теоретическая оценка предельных мощностей коммутируемого субтерагерцового излучения, для чего проведено измерение этих мощностей путём его сведения к тривиальному измерению мощности излучения инфракрасного промышленного лазера. Обнаружено улучшение резонансных характеристик разработанного переключателя после коммутации нескольких последовательных длинных импульсов субтерагерцового излучения, полученное, вероятнее всего, за счёт «выжигания» микроскопических конструктивных дефектов, с приближением реальной амплитудно-частотной характеристики к расчётной. Теоретически предсказано и частично экспериментально подтверждено отсутствие возможности вывести из строя переключатель, находящийся в основном состоянии равновесия, при коммутации сколь угодно мощного субтерагерцового излучения вблизи полосы резонанса.

На английском языке
Switching of Subterahertz Waves Within a Duration Range of Ten Orders of Magnitude
Kulygin M.L.
Denisov G.G.
Novikov E.A.
Fokin A.P.
Litovsky I.A.

We consider nanosecond subterahertz waveguide switches based on a 3D resonator with an active element made of a semiconductor, whose conductivity is controlled by a laser. Recently discovered possibilities to use these switches to obtain pulses with very great durations (up to tens of seconds) along with nanosecond pulses in one and the same device prototype are discussed. Switching with no distortion of the coherent radiation of promising subterahertz gyrotrons, which have powers of about several watts and pulse durations of up to ten seconds are demonstrated experimentally. The theoretical estimate of limiting powers of the switched subterahertz waves, which was proposed earlier, is confirmed and generalized. For this purpose, we perform a measurement of the powers by reducing it to a trivial measurement of the power of radiation of an industrial IR laser. Improvement of the resonance characteristics of the developed switch after switching several sequential long subterahertz pulses has been revealed. Most probably, it is due to "burning-off" of microscopic manufacturing defects and the approach of the actual frequency-amplitude characteristic to the calculated one. It has been predicted theoretically and partially confirmed experimentally that it is not possible to disable the switch being in the ground equilibrium state as it switches arbitrarily high powers of subteraheratz waves near the resonance band.