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

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ТРУБЧАТОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ПЛАЗМОПОДОБНОЙ СРЕДОЙ

Аверков, ЮО, Прокопенко, ЮВ, Яковенко, ВМ
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: yuriyaverkov@gmail.com

https://doi.org/10.15407/rej2016.02.028
Язык: русский
Аннотация: 

В последнее время большое внимание уделяется вопросам генерации излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, возникающего при взаимодействии потоков заряженных частиц с твердотельными структурами. Однако на сегодняшний день отсутствует последовательное теоретическое описание подобного рода эффектов. В связи с этим в настоящей работе выполнено подробное теоретическое исследование эффекта неустойчивости нерелятивистского бесконечно тонкого трубчатого электронного пучка, движущегося в вакууме над диэлектрическим (плазмоподобным) цилиндром. В силу нерелятивистского характера движения пучка расчеты выполнены в электростатическом приближении. Рассмотрены случаи постоянной и зависящей от частоты диэлектрической проницаемости цилиндра. Построены дисперсионные кривые возбуждаемых мод и исследованы зависимости инкрементов (декрементов) этих мод от величины радиуса пучка и азимутального модового индекса. Показано, что как для диэлектрической, так и для плазмоподобной среды величины инкрементов (декрементов) возбуждаемых мод максимальны при  нулевом значении азимутального волнового числа, а по мере роста этого числа наибольшие величины инкрементов (декрементов) возбуждаемых мод убывают. Установлено, что при наличии частотной зависимости диэлектрической проницаемости среды возможно возникновение абсолютной пучковой неустойчивости, область существования которой лежит в конечном интервале значений продольного волнового числа.

Ключевые слова: волна пространственного заряда, инкремент неустойчивости., пучковая неустойчивость, электронный пучок

Статья поступила 30.03.2016
PACS 61.80.Fe
УДК 533.922
Radiofiz. elektron. 2016, 21(2): 28-35
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Яков Борисович Файнберг. Ученый. Гражданин. Учитель / под ред. И. М. Неклюдова, А. М. Егорова, А. С. Бакая и др. – Х.: Глобус, 2009. – 784 с.
  2. Лопухин В. М. Усилитель на поглощении / В. М. Лопухин, А. А. Веденов // Успехи физ. наук. – 1954. – 53, № 1. – С. 69–86.
  3. Ахиезер А. И. О когерентном усилении спиновых волн / А. И. Ахиезер, В. Г. Барьяхтар, С. В. Пелетминский // Журн. эксперим. и теорет. физики. – 1963. – 45, № 2. – С. 337–343.
  4. Взаимодействие электронного потока с поверхностными волнами в полупроводниковой плазме / А. И. Бородкин, В. М. Яковенко, Г. Я. Левин, Ю. В. Майстренко // Физика твердого тела. – 1970. – 12, № 5. – С. 1515–1520.
  5. Исследование резистивной неустойчивости, возбуждаемой электронным пучком в твердотельной плазме / Е. А. Корнилов, С. А. Некрашевич, Я. Б. Файнберг, Н. А. Шоховцов // Письма в журн. эксперим. и теорет. физики. – 1970. – 11, № 6. – С. 284–287.
  6. Автоколебательная система на основе диэлектрического резонатора с модами «шепчущей галереи» / А. В. Дормидонтов, А. Я. Кириченко, Ю. Ф. Лонин и др. // Письма в журн. техн. физики. – 2012. – 38, № 2. – С. 65–73.
  7. Пафомов В. Е. К теории излучения Вавилова–Черенкова в анизотропных средах при наличии границ / В. Е. Пафомов // Тр. Физического института им. П. Н. Лебедева. – 1961. –16. – С. 94–139.
  8. Болотовский Б. М. Излучение Вавилова–Черенкова: открытие и применение / Б. М. Болотовский // Успехи физ. наук. – 2009. – 179, № 11. – С. 1161–1173.
  9. Файнберг Я. Б. Взаимодействие заряженных пучков с плазмой / Я. Б. Файнберг // Атомная энергия. – 1961. – 11, № 4. – С. 313–335.
  10. Справочник по специальным функциям. С формулами, графиками и таблицами / под ред. М. Абрамовица, И. Стиган. – М.: Наука, 1979. – 832 с.
  11. Ведерников А. К. Плазменные колебания в нанотрубках и эффект Аарова–Бома для плазмонов / А. К. Ведерников, А. Д. Говоров, А. В. Чаплик // Журн. эксперим. и теорет. физики. – 2001. – 120, вып. 4(10). – С. 979–985.
  12. Потери энергии заряженной частицы на возбуждение собственных волн в цилиндрических структурах с двумерным электронным газом / А. В. Дормидонтов, Ю. В. Прокопенко, С. И. Ханкина, В. М. Яковенко // Радиофизика и электрон. – 2014. – 5(19), № 4. – С. 63–72.
  13. Дормидонтов А. В. Потери энергии заряженной частицы на возбуждение волн в полупроводниковом цилиндре с двумерным электронным газом на боковой поверхности / А. В. Дормидонтов, Ю. В. Прокопенко, В. М. Яковенко // Радиофизика и электрон. – 2015. – 6(20), № 4. – С. 24–30.
  14. Дмитрук Н. Л. Поверхностные поляритоны в полупроводниках и диэлектриках / Н. Л. Дмитрук, В. Г. Литовченко, В. Л. Стрижевский. – К.: Наук. думка, 1989. – 376 с.
  15. Силин Р. А. Электромагнитные волны в искусственных периодических структурах / Р. А. Силин // Успехи физ. наук. – 2006. – 175, № 5. – С. 562–565.
  16. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн; под ред. И. Г. Арамановича. – М.: Наука, 1974. – 831 с.