Исследование стимулированного излучения сильноточных релятивистских электронных пучков и создание сверхмощных вакуумных микроволновых генераторов
В результате цикла работ построена нелинейная теория основных типов стимулированного излучения релятивистских электронных пучков (черенковского, переходного, тормозного излучений и рассеяния волн на электронах). Для всех указанных механизмов показано, что при любых, в том числе сколь угодно больших энергиях частиц возможно высокоэффективное (с КПД в десятки процентов) преобразование энергии электронных пучков в когерентное электромагнитное излучение.
Создан первый в мире сверхвысокочастотный (СВЧ) генератор на основе релятивистского электронного пучка, сформированного сильноточным ускорителем, что стимулировало широкое развитие работ в нашей стране и за рубежом. Предложены и реализованы экспериментально (в ряде случаев совместно с зарубежными лабораториями) релятивистские модификации известных нерелятивистских электронных СВЧ-генераторов и усилителей - лампы бегущей волны и лампы обратной волны, оротрона, магнетрона. Созданы принципиально новые приборы - мазер на циклотронном авторезонансе, убитрон с распределенной обратной связью, многоволновый черенковский генератор, генератор ультракоротких импульсов на основе сверхизлучения протяженных электронных сгустков.
Свечение газоразрядного табло под действием импульсно-периодического СВЧ-излучения генератора СИНУС-500 (пиковая мощность 500 МВт на длине волны 3 см, длительность импульсов 10 нс, частота повторения до 150 Гц).
В сантиметровых и миллиметровых волнах получены рекордные импульсные мощности 108-1010 Вт. Полученные результаты определили мировой уровень в этой области науки. Сверхмощные импульсные СВЧ-приборы были использованы в экспериментах по физике плазмы, биологических исследованиях, а также при разработке нового поколения ускорителей, радиолокаторов и специальных радиотехнических систем.
АВТОРЫ:
А. В. ГАПОНОВ-ГРЕХОВ, научный руководитель Института прикладной физики РАН, академик (руководитель работы); В. Л. БРАТМАН, заведующий лабораторией, профессор, д.ф.-м.н.; Н. С. ГИНЗБУРГ, заведующий сектором, профессор, д.ф.-м.н.; Г. Г. ДЕНИСОВ, заведующий отделом, с.н.с., д.ф.-м.н.; Н. Ф. КОВАЛЕВ, заведующий лабораторией, профессор, д.ф.-м.н.; М. И. ПЕТЕЛИН, заведующий отделом, профессор (Институт прикладной физики РАН); В. И. КАНАВЕЦ, профессор, д.ф.-м.н. (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова); В. В. РОСТОВ, в.н.с., д.ф.-м.н. (Институт сильноточной электроники СО РАН).
