• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ПЛАЗМЕННО-ПУЧКОВЫЙ СУПЕРГЕТЕРОДИННЫЙ ЛАЗЕР НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ С Н-УБИТРОННОЙ НАКАЧКОЙ С НЕОСЕВОЙ ИНЖЕКЦИЕЙ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА

Лысенко, АВ, Алексеенко, ГА
Organization: 

Сумской государственный университет
2, ул. Римского-Корсакова, Сумы, 40007, Украина
E-mail: lysenko_@ukr.net

https://doi.org/10.15407/rej2016.01.048
Язык: русский
Аннотация: 

Построена кубически-нелинейная теория плазменно-пучкового супергетеродинного лазера на свободных электронах (ППСЛСЭ) с Н-убитронной накачкой при неосевом влете электронного пучка, в котором происходит параметрически-резонансное взаимодействие волны пространственного заряда с циклотронной волной. Определены уровни насыщения волны сигнала. Выяснено, что наибольший уровень насыщения сигнала среди всех возможных режимов работы ППСЛСЭ с Н-убитронной накачкой реализуется для устройства, которое использует медленную циклотронную волну. Определен угол влета пучка, при котором коэффициент усиления электромагнитного сигнала является максимальным. Продемонстрировано, что ППСЛСЭ, использующие медленные циклотронные волны, способны создавать мощное когерентное электромагнитное излучение в миллиметровом диапазоне длин волн.

 

Ключевые слова: параметрический резонанс, плазменно-пучковая неустойчивость, супергетеродинный лазер на свободных электронах

Статья поступила 11.01.2016
PACS 41.60.Cr; 52.59.Ye
УДК 621.373
Radiofiz. elektron. 2016, 21(1): 48-54
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Kulish V. V. Hierarchic electrodynamics and free electron lasers / V. V. Kulish. - L.-N. Y.: Boca Raton, CRC Press, 2011. - 697 p.
  2. Плазменная релятивистская СВЧ-электроника / М. В. Кузелев, А. А. Рухадзе, П. С. Стрелков. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. - 544 c.
  3. Tsimring S. E. Electron beams and microwave vacuum electronics / S. E. Tsimring. - Hoboken, New Jersey: Wiley, 2007. - 573 p.
  4. Vacuum electronic high power terahertz sources / J. H. Booske, R. J. Dobbs, C. D. Joye et al. // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2011. - 1, N 1. - P. 54-75.
  5. Kulish V. V. Hierarchical asymptotic methods in the theory of cluster free electron lasers / V. V. Kulish, A. V. Lysenko, A. Ju. Brusnik // J. Infrared Millimeter, Terahertz Waves. - 2012. - 33, N 2. - P. 149-173.
  6. Kulish V. V. Nonlinear self-consistent theory of superheterodyne and parametric electron laser / V. V. Kulish, S. A. Kuleshov, A. V. Lysenko // J. Infrared Millimeter, Terahertz Waves. - 1993. - 14, N 3. - P. 451-567.
  7. Kulish V. V. Nonlinear self-consistent theory of two-stream superheterodyne free electron lasers / V. V. Kulish, S. A. Kuleshov, A. V. Lysenko // J. Infrared Millimeter, Terahertz Waves. - 1994. - 15, N 1. - P. 77-120.
  8. Kulish V. V. On the theory of a plasma-beam superheterodyne free electron laser with H-ubitron pumping / V. V. Kulish, A.V. Lysenko, V. V. Koval // Tech. Phys. Lett. - 2009. - 35, N 8. - P. 696-699.
  9. Kulish V. V. Сubic-nonlinear theory of a plasma-beam superheterodyne free electron laser with H-ubitron pumping / V. V. Kulish, A. V. Lysenko, V. V. Koval // Telecommunications and Radio Engineering. - 2010. - 69, N 20. - P. 1859-1869.
  10. Mohsenpour T. The gain equation of a helical wiggler free electron laser with ion-channel guiding and/or an axial magnetic field / T. Mohsenpour, H. E. Amri //Chinese Phys. Lett. - 2013. - 30, N 3. - P. 34102-34105.
  11. Sprangle P. Stimulated collective scattering from a magnetized relativistic electron beam / P. Sprangle, V. L. Granatstein, L. Baker // Phys. Rev. A. - 1975. - 12, N 4. - P. 1697-1701.
  12. Miroshnichenko V. I. Forced coherent scattering of electromagnetic waves by a relativistic beam of oscillators / V. I. Miroshnichenko // Radiophys. and Quantum Electronics. - 1980. - 23, N 3. - P. 252-259.
  13. Bekefi G. Double-stream cyclotron maser / G. Bekefi // J. Appl. Phys. 1992. - 71, N 9. - P. 4128-4131.
  14. Saviz S. The effect of beam and plasma parameters on the four modes of plasma-loaded traveling-wave tube with tape helix / S. Saviz // J. Theoretical and Appl. Phys. - 2014. - 8, N 3. - P. 1-35.
  15. Ginzburg N. S. Nonlinear theory of a free electron laser with a helical wiggler and an axial guide magnetic field / N. S. Ginzburg, N. Yu. Peskov // Phys. Rev. ST Accel. Beams. - 2013. - 16, N 9. - P. 090701.
  16. Mohsenpour T. Instability of wave modes in a two-stream free-electron laser with a helical wiggler and an axial magnetic field / T. Mohsenpour, N. Mehrabi // Physics of Plasmas. - 2013. - 20, N 8. - P. 082133 (7 р.).
  17. Saviz S. Gain enhancement in two-stream free electron laser with a planar wiggler and an axial guide magnetic field / S. Saviz, Z. Rezaei, F. M. Aghamir // Chin. Phys. B. - 2012. - 21, N 9. - P. 094103 (4 p.).
  18. Liu W. Instability of two-stream free-electron laser with an axial guiding magnetic field / W. Liu, Z. Yang, Z. Liang // J. Infrared Millimeter, Terahertz Waves. - 2006. - 27, N 8. - P. 1073-1085.
  19. Meydanloo S. Dispersion relation and growth rate in two-stream thermal plasma-loaded free-electron laser with helical wiggler / S. Meydanloo, S. Saviz // J. Theoretical and Appl. Phys. - 2014. - 9, N 1. - P. 39-43.
  20. Plasma-beam superheterodyne FELs with helical electron beams / V. V. Kulish, A. V. Lysenko, G. A. Oleksiienko et al. // Prikladnaja Fizika (Applied Physics). - 2014. - N 5. - P. 24-28.
  21. Лисенко О. В. Застосування модернізованого методу усереднених характеристик в задачах теорії плазмово-пучкових супергетеродинних лазерів на вільних електронах / О. В. Лисенко, Г. А. Олексієнко, М. О. Феденко // Журн. нано- та електрон. фіз. - 2015. - 7, № 4. - P. 04083(8 р.).