Ученые радиофизического факультета Университета Лобачевского и Института прикладной физики РАН провели экспериментальные исследования динамики гирорезонансной лампы бегущей волны, представляющей собой мощный электровакуумный источник микроволнового излучения. В условиях сильных отражений выходного излучения удалось получить периодические последовательности коротких импульсов, формируемые за счет эффекта самосинхронизации мод.
Нижегородские ученые получили режимы самосинхронизации мод в микроволновом источнике гирорезонансного типа / © Getty images
Исследование проводилось в рамках федеральной программа стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Результаты опубликованы в ведущем международном журнале в области электронного приборостроения – IEEE Electron Device Letters.
Модами принято называть типы колебаний в распределенных колебательных системах, таких как объемные или оптические резонаторы. В свою очередь, эффект синхронизации мод заключается в том, что в системе создаются условия, при которых генерируемые моды имеют одинаковые или сравнимые амплитуды, а фазы отдельных мод связаны определенным соотношением.
«Генерация коротких мощных импульсов микроволнового излучения представляет значительный интерес для целого ряда научных задач. В качестве примера можно привести ускорительные приложения, где использование коротких импульсов позволяет предотвратить развитие пробоев и, тем самым, увеличить предельные значения градиентов ускорения», – рассказал руководитель исследования, заведующий лабораторией источников интенсивного излучения миллиметрового диапазона радиофизического факультета ННГУ Роман Розенталь.
«С 1996 года в ИПФ РАН развивается концепция гирорезонансных ламп бегущей волны, основанных на использовании волновода с винтовой гофрировкой поверхности. Такие приборы обладают рядом уникальных характеристик, включая мощность, эффективность, рабочий диапазон и ширину полосы усиления», – сообщил заведующий лабораторией прикладной электроники СВЧ ИПФ РАН Сергей Самсонов.
Отметим, что недавно в Институте прикладной физики РАН был реализован генератор периодических последовательностей субнаносекундных импульсов на основе эффекта пассивной синхронизации мод. Исследование эффектов самосинхронизации мод является продолжением этих работ. Основное преимущество предложенной системы заключается в более простой схеме, включающей только мощный усилитель и широкополосный отражатель выходного излучения. Однако есть и существенный недостаток – заметно большая длительность импульсов, на устранение которого и будут направлены дальнейшие исследования.
