Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences65073010.31857/S0033849423120057XQUAEAЭЛЕКТРОНИКА СВЧUnknownInteraction of a Relativistic Electron Beam and Electromagnetic Field in a Terahertz Cherenkov Generator with a Bragg ReflectorВзаимодействие релятивистского электронного пучка и электромагнитного поля в терагерцовом черенковском генераторе с дифракционным отражателемDeichuliM. P.ДейчулиМ. П.koshelev@lhfe.hcei.tsc.ruKoshelevV. I.КошелевВ. И.koshelev@lhfe.hcei.tsc.ruPetkunA. A.ПеткунА. А.koshelev@lhfe.hcei.tsc.ruChazovV. A.ЧазовВ. А.koshelev@lhfe.hcei.tsc.ruInstitute of High-Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesИнститут сильноточной электроники СО РАН0112202368121202121031012025Copyright ©; 2023, М.П. Дейчули, В.И. Кошелев, А.А. Петкун, В.А. ЧазовCopyright ©; 2023, М.П. Дейчули, В.И. Кошелев, А.А. Петкун, В.А. Чазов2023М.П. Дейчули, В.И. Кошелев, А.А. Петкун, В.А. ЧазовМ.П. Дейчули, В.И. Кошелев, А.А. Петкун, В.А. Чазовhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/650730

A 2.5D hybrid model is used to numerically study the interaction of a beam with a current of 2.5–7.5 kA and an electron energy of 345–510 keV and terahertz (364–368 GHz) electromagnetic field. It is shown that Bragg reflectors in an electrodynamic system with an overmode ratio of 49 make it possible to significantly suppress backward radiation and multiply increase the radiation power in the direction of the electron beam. Radiation pulses with a power of up to 330 MW are obtained in calculations with disregard of heat loss in the presence of a guiding magnetic field of 6 T.

С использованием 2.5D гибридной модели численно исследовано взаимодействие пучка с током 2.5…7.5 кА, энергией электронов 345…510 кэВ и электромагнитного поля в терагерцовом (364…368 ГГц) диапазоне частот. Показано, что применение дифракционных отражателей в электродинамической системе с параметром сверхразмерности 49 позволяет значительно подавить обратное излучение и многократно увеличить мощность излучения в направлении электронного пучка. В расчетах без учета тепловых потерь в ведущем магнитном поле 6 Тл получены импульсы излучения с мощностью до 330 МВт.

Booske J.H., Dobbs R.J., Joye C.D. et al. // IEEE Trans. 2011. V. TST-1. № 1. P. 54. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2011.2151610San M.T., Ogura K., Kubota K. et al. // IEEE Trans. Pl2018. V. PS-46. № 3. P. 530. https://doi.org/10.1109/TPS.2018.2796569Куркан И.К., Ростов В.В., Тотьменинов Е.М. // Письма ЖТФ. 1998. Т. 24. № 10. С. 43.Ansari M.A., Thottappan M. // IEEE Trans. 2019. V. PS-47. № 4. P. 1754. https://doi.org/10.1109/TPS.2019.2904041Wang H., Xiao R., Chen C. et al. // IEEE Trans. 2021. V. ED-68. № 6. P. 3045. https://doi.org/10.1109/TED.2021.3075419Zhou N., Zhang X., Dang F. et al. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. № 1. Article No. 013102. https://doi.org/10.1063/S0124811Ogura K., Miyazava Y., Tanaka H. et al. // Plasma and Fusion Research: Regular Articles. 2007. V. 2. P. S1041. https://doi.org/10.1585/pfr.2.S1041Vlasov A.N., Shkvarunets A.G., Rodgers A.S. et al. // IEEE Trans. 2000. V. PS-28. № 3. P. 550. https://doi.org/10.1109/27.887671Бугаев С.П., Канавец В.И., Климов А.И. и др. // Письма ЖТФ. 1983. Т. 9. № 22. С. 1385.Бугаев С.П., Канавец В.И., Климов А.И. и др. // РЭ. 1987. Т. 32. № 7. С. 1488.Бугаев С.П., Канавец В.И., Кошелев В. И. и др. // РЭ. 1989. Т. 34. № 2. С. 400.Бугаев С.П., Канавец В.И., Кошелев В.И., Черепенин В.А. // Релятивистские многоволновые СВЧ-генераторы. Новосибирск: Наука, 1991.Koshelev V.I., Deichuly M.P. // AIP Conf. Proc. 1999. V. 474. № 1. P. 347.Deichuly M.P., Koshelev V.I., Pikunov V.M. et al. // AIP Conf. Proc. 2002. V. 65. № 1. № P. 287.Koshelev V.I., Deichuly M.P. // Proc.13th Int. Symp. on High Current Electronics / Eds. by B. Kovalchuk, G. Remnev. Tomsk, 25–29 Jul. 2004, Tomsk: IHCE SB RAS, 2004. P. 296.Дейчули М.П., Кошелев В.И. // РЭ. 2013. Т. 58. № 8. С. 829. https://doi.org/10.7868/S0033849413080020Ginzburg N.S., Malkin A.M., Sergeev A.S. et al. // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 117. № 20. P. 204801. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.204801Gardelle J., Modin P., Bluem H.P. et al. // IEEE Trans. 2016. V. TST-6. № 3. P. 497. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2016.2543603Chazov V., Deichuly M., Koshelev V. // Proc. 7th Int. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE), Tomsk 14–26 Sept. 2020. Tomsk: Publishing House of IAO SB RAS, 2020. P. 23. https://doi.org/10.1109/EFRE47760.2020.9242150Wang J., Wang G., Wang D. et al. // Scientific Reports. 2018. V. 8. № 6978. https://doi.org/10.1038/s41598-018-25466-wLi S., Wang J., Wang D. // Scientific Reports. 2020. V. 10. № 336. https://doi.org/10.1038/s41598-019-55525-9Chazov V., Deichuly M., Koshelev V., Petkun A. // Proc. 8th Int. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE). Tomsk. 2–8 Oct. 2022 / Eds. by D. Sorokin, A. Grishkov. Tomsk: TPU Publishing House, 2022. P. 219. https://doi.org/10.56761/EFRE2022.S3-O-020502Дейчули М.П., Кошелев В.И., Петкун А.А., Чазов В.А. // Изв. вузов. Физика. 2023. Т. 66. № 6. С. 92. https://doi.org/10.17223/00213411/66/6/11Vlasov A.N., Ilyin A.S., Carmel Y. // IEEE Trans. 1998. V. PS-26. № 3. P. 605.