Получена рекордная мощность на частоте 0.5 ТГц в непрерывном режиме генерации

05.07.2021



В ИПФ РАН в гиротроне на второй циклотронной гармонике на частоте 527 ГГц получена мощность излучения 250 Вт в непрерывном режиме генерации. Указанное значение мощности почти на порядок превосходит предыдущие мировые достижения.

Созданный гиротрон был разработан на основе хорошо зарекомендовавшего себя гиротрона с частотой 263 ГГц, работающего на основной гармонике гирочастоты. Катодно-анодный узел претерпел незначительные изменения, поскольку экспериментально было подтверждено высокое качество электронного потока, а пространство взаимодействия и квазиоптический преобразователь были оптимизированы под выбранную для нового гиротрона рабочую моду ТЕ6,5. После выполнения аналитических оценок и численного моделирования, подтвердивших возможность достижения заявленной мощности, главной задачей стало изготовление основных узлов прибора в том числе, самого важного из них – резонатора, поскольку для таких частот требуемые точности изготовления составляют доли микрона. Достигнутые в экспериментах рекордные параметры, соответствующие результатам расчетов, свидетельствуют, как об адекватности используемых моделей и корректности расчетов, так и высокой культуре производства гироприборов.

Полученный результат открывает возможность для дальнейшего освоения гиротронами терагерцового диапазона частот - для преодоления «терагерцового провала». На этих частотах традиционные электровакуумные приборы и лазеры, в силу физических ограничений, не способны генерировать большие мощности, которые необходимы для ряда приложений, спектроскопии и диагностики различных сред, в устройствах ядерного магнитного резонанса.

Работа была выполнена в рамках программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ на период до 2024 года» (КП РТТН).

Коллектив авторов: М.Ю. Глявин, Г.Г. Денисов, С.Ю. Корнишин, А.Н. Куфтин, М.В. Морозкин, В.Н. Мануилов, М.Д. Проявин, А.С. Седов, Д.И. Соболев, Е.А. Солуянова, Е.М. Тай, А.П. Фокин, А.И. Цветков, А.В. Чирков

 

(jpg, 55 Kб)

Общий вид гиротронного комплекса

(jpg, 25 Kб)

Нормированная зависимость мощности выходного излучения на первой (s=1) и второй (s=2) гармонике гирочастоты от магнитного поля. Пик для второй гармонике соответствует мощности 250 Вт

 

©РАН 2021