Частотный спектр потока излучения в интервале частот 0,1-0,6 ТГц, генерируемого на установке ГОЛ-ПЭТ в различных условиях

На установке ГОЛ-ПЭТ в ИЯФ СО РАН ведутся исследования одного из методов генерации мощных потоков излучения в субтерагерцовом/терагерцовом диапазоне частот. Данный метод заключается в использовании механизмов конверсии плазменных волн, возбуждаемых релятивистским электронным пучком, в поток электромагнитного излучения. В ходе исследований был выявлен ряд механизмов конверсии плазменных колебаний в излучение, а в экспериментах достигнут уровень мощности 10 МВт в направленном потоке субмиллиметрового излучения при длительности в несколько микросекунд. Данная работа посвящена исследованию генерации излучения в зависимости от степени сжатия сечения релятивистского электронного пучка. Изменение степени сжатия в экспериментах осуществлялось за счёт варьирования распределения магнитного поля вдоль оси установки. В ходе исследования напряжённость поля изменялась одинаковым образом вдоль всей оси установки. Кроме того, дополнительно была рассмотрена конфигурация с увеличенным отношением полей в диоде ускорителя и плазменной секции установки. В результате проведения экспериментов показано, что уменьшение напряжённости ведущего магнитного поля в 1,6 раза не приводит к изменению механизма генерации излучения.

На английском языке

Frequency spectrum of the radiation flux in the frequency range 0.1-0.6 THz generated at the GOL-PET facility under various conditions

Samtsov D.A.

Arzhannikov A.V.

Sinitsky S.L.

Popov S.S.

Kalinin P.V.

Sandalov E.S.

Atlukhanov M.G.

Morozov O.P.

Kuklin K.N.

Makarov M.A.

Rovenskikh A.F.

Stepanov V.D.

Research on one of the methods for generation of high-power radiation fluxes in the subterahertz/terahertz frequency range is underway at the GOL-PET facility at the G. I. Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (BINP SB RAS). This method consists in using the mechanisms of conversion of the plasma waves excited by a relativistic electron beam (REB) into an electromagnetic radiation flux. In the course of the research, a number of mechanisms by which plasma oscillations are converted into radiation were revealed, and a power level of 10 MW was experimentally achieved in a directed submillimeter radiation flux with a duration of a few microseconds. This paper is devoted to the study of radiation generation as a function of the degree of compression of the REB cross section. The compression degree was varied in the experiments by varying the magnetic field distribution along the axis of the facility. The magnetic field was varied uniformly along the entire facility axis. In addition, the configuration with an increased ratio of fields in the accelerator diode and in the plasma section of the facility was considered. As a result of the experiments, it was shown that a decrease in the strength of the guiding magnetic field by a factor of 1.6 does not lead to a change in the radiation generation mechanism.