Гиротроны с приосевыми электронными пучками на высоких циклотронных гармониках в ИПФ РАН

В ИПФ РАН в течение многих лет развивается технология создания субтерагерцовых и терагерцовых гиротронов с большими орбитами, позволяющих осуществлять селективную генерацию на более высоких циклотронных гармониках, чем это возможно в традиционных гиротронах. В настоящее время экспериментальные исследования ведутся на двух специализированных установках. На стенде, позволяющем формировать длинноимпульсные и непрерывные электронные пучки с энергией частиц до 30 кэВ, изучается прототип универсального субтерагерцового источника для магниторезонансной спектроскопии. В этом генераторе получена непрерывная селективная генерация на второй и третьей циклотронных гармониках с частотами 0,267 и 0,394 ТГц при мощности излучения 900 и 370 Вт соответственно. Для повышения эффективности генерации на третьей гармонике и получения генерации на четвёртой гармонике с частотами до 0,65 ТГц разработаны новые резонаторы с периодическими фазовыми корректорами. На стенде с энергией электронов до 80 кэВ исследуются возможности повышения мощности импульсной генерации на третьей гармонике на частотах, близких к 1 ТГц, для использования в экспериментах по получению газового разряда в сфокусированном терагерцовом волновом пучке и генерации мощного экстремального ультрафиолетового излучения.

На английском языке
High-Harmonic Gyrotrons With Axis-Encircling Electron Beams at IAP RAS
Bandurkin I.V.
Bratman V.L.
Kalynov Yu.K.
Manuilov V.N.
Osharin I.V.
Savilov A.V.

The Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences has for many years been developing sub-terahertz and terahertz large-orbit gyrotrons that permit selective oscillation at higher cyclotron harmonics than is possible in the conventional gyrotrons. Currently, experimental studies are conducted at two specialized facilities. A prototype universal sub-terahertz source for magnetic resonance spectroscopy is studied using a facility that generates long-pulse and continuous electron beams with particle energies of up to 30 KeV. Continuous selective oscillation at the second and third cyclotron harmonics with frequencies of 0.267 and 0.394 THz was obtained for a radiation power of 900 and 370 W, respectively. New resonators with periodic phase correctors have been developed to increase the efficiency of third-harmonic oscillation and obtain fourth-harmonic oscillation with frequencies of up to 0.65 THz. Using a facility with an electron energy of up to 80 KeV, we study the possibilities of increasing the pulse generation power at the third harmonic at frequencies close to 1 THz to employ in experiments on obtaining a gas discharge in a focused terahertz wave beam and generating high-power extreme ultraviolet radiation.