Multi-gigawatt sub-THz free-electron maser of planar geometry with three-dimensional distributed feedback: design parameters and simulations

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The simulations of spatially extended free-electron masers (FEM) of planar geometry based on the use of a three-dimensional distributed feedback mechanism, which is implemented in the so-called “three-dimensional” Bragg structures, is carried out. The possibility of creating an FEM of this type in the W-band based on high-current explosive emission accelerator “U-2” (BINP RAS) forming a sheet electron beam of 1 MeV / 140 kA / 10 μs with a cross section of 1 cm × 140 cm is studied. The possibility of implementing a stable narrow-band generation regime in the FEM under development at optimal parameters with an electron efficiency of ∼ 18–20% and a record output power of up to ∼ 20 GW level is demonstrated.

Авторлар туралы

N. Peskov

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: peskov@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, Russia; Novosibirsk, Russia

E. Egorova

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences; Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Nizhny Novgorod, Russia; Novosibirsk, Russia

N. Ginzburg

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Nizhny Novgorod, Russia

A. Sergeev

Federal Research Center A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Nizhny Novgorod, Russia

A. Arzhannikov

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Novosibirsk, Russia

S. Sinitsky

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Novosibirsk, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Thumm M. // In: Generation and application of highpower microwaves Boca Raton: CRC Press, 2020. P. 310.
  2. Benford J. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2008. V. 36. No. 3. P. 569.
  3. Booske J.H. // Phys. Plasmas. 2008. V. 15. No. 5. Art. No. 055502.
  4. Litvak A.G., Denisov G.G., and Glyavin M.Yu. // IEEE J. Microwave. 2021.V. 1. No. 1. P. 260.
  5. Thumm M.K.A., Denisov G.G., Sakamoto K., and Tran M.Q. // Nuclear Fusion. 2019. V. 59. No. 7. Art. No. 073001.
  6. Nusinovich G.S., Thumm M.K.A., and Petelin M.I. // J. Infrared. Millim. THz Waves. 2014. V. 35. P. 325.
  7. Гинзбург Н.С., Песков Н.Ю., Сергеев А.С. и др. // Изв. вузов. Прикл. нелин. динам. 2020. Т. 28.№6. С. 575.
  8. Аржанников А.В., Гинзбург Н.С., Заславский В.Ю. и др. // Письма в ЖТФ. 2013. Т. 39. № 18. С. 8
  9. Arzhannikov A.V., Ginzburg N.S., Zaslavsky V.Yu. et al. // Tech. Phys. Lett. 2013. V. 39. No. 9. P. 801.
  10. Аржанников А.В., Синицкий С.Л. Килоамперные электронные пучки для накачки колебаний в вакууме и плазме. Новосибирск: ИПЦ НГУ, 2016. 258 с.
  11. Peskov N.Yu., Egorova E.D., Sergeev A.S., and Tsarkov I.M. // Phys. Rev. Appl. 2024. V. 21. No. 1. Art. No. L011003.
  12. Peskov N.Yu., Ginzburg N.S., Golubev I.I. et al. // Appl. Phys. Lett. 2020. V. 116. Art. No. 0006047.
  13. Ковaлев Н.Ф., Оpловa И.М., Петелин М.И. // Изв. вузов. Paдиофиз. 1968. Т. 11. № 5. С. 783
  14. Kovalev N.F., Orlova I.M., and Petelin M.I. // Radiophys. Quant. Electron. 1968. V. 11. P. 449.
  15. Yariv A. Quantum Electronics. N.Y.: John Wiley and Sons Inc., 1975. 602 р.
  16. Песков Н.Ю., Егорова Е.Д., Гинзбург Н.С. и др. // Изв. вузов. Paдиофиз. 2023. Т. 66. № 7-8. С. 575
  17. Peskov N.Yu., Egorova E.D., Ginzburg N.S. et al. // Radiophys. Quant. Electron. 2023. V. 66. No. 7–8. P. 521.
  18. Benford J., Swegle J.A., Schamiloglu E. High Power Microwaves. Boca Raton: CRC Press, 2015. 552 р.
  19. Песков Н.Ю., Аржанников А.В., Белоусов В.И. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 5. С. 755
  20. Peskov N.Yu., Arzhannikov A.V., Belousov V.I. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 5. P. 669.
  21. Сандалов Е.С., Синицкий С.Л., Аржанников А.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 5. С. 652
  22. Sandalov E.S., Sinitsky S.L., Arzhannikov A.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 5. P. 573.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).