Generation of 1.5-kW, 1-THz Coherent Radiation from a Gyrotron with a Pulsed Magnetic Field

Abstract

To cover a so-called terahertz gap in available sources of coherent electromagnetic radiation, the gyrotron with a pulsed solenoid producing up to a 40 T magnetic field has been designed, manufactured, and tested. At a 38.5 T magnetic field, the gyrotron generated coherent radiation at 1.022 THz frequency in 50 musec pulses. The microwave power and energy per pulse were about 1.5 kW and 75 mJ, respectively. Details of the gyrotron design, manufacturing, operation and measurements of output radiation are given.

Оптимизация Условий Самовозбуждения Терагерцовых Гиротронов На Основе Увеличения Времени Жизни Циклотронных Осцилляторов В Рабочем Пространстве С Пониженным Напряжением

“…При заданном токе инжекции это позволяет обеспечить условия самовозбуждения при относительно низкой дифракционной добротности рабочего резонатора, что ведет к существенному снижению доли омических потерь. В последние годы достигнут существенный прогресс в создании гиротронов субтерагерцового и терагерцового диапазонов [1][2][3][4][5][6]. При работе на основной гармонике гирочастоты в традиционной схеме цилиндрического гиротрона [1-4], а также при работе на гармониках гирочастоты в так называемом гиротроне с большой орбитой [5,6] полу-чено терагерцовое излучение с мощностью несколько киловатт.…”

Квазиоптическая Теория Усиления Релятивистским Электронным Потоком Поверхностных Волн, Распространяющихся Над Гофрированными Структурами (Импедансное Приближение)

“…Пусть энергия электронов 1 MeV, погонная плотность тока 500 A/cm, период гофриров-ки 0.25 mm, ее амплитуда 0.06 mm, расстояние от гофри-ровки до пучка 0.15 mm, толщина пучка 0.3 mm, что со-ответствует нормированным параметрам: G = 5 · 10 −3 , B 0 = 0.1, B e = 0.2,χ = 3.5. При погонной мощности падающего излучения 100 kW/cm (источником может служить субмиллиметровый гиротрон [16]), соглас-но рис. 8, a, на нормированной длине пространства взаимодействия L z = 4 (что соответствует физической длине 11.6 cm) может быть достигнут коэффициент усиления до K = 30 dB.…”

High Purity Mode CW Gyrotron Covering the Subterahertz to Terahertz Range Using a 20 T Superconducting Magnet

“…Another breakthrough crossing of the symbolic 1 THz threshold has been demonstrated by a gyrotron with a 40 T pulsed magnet developed at IAP in N. Novgorod, Russia. Their device produces coherent radiation with a frequency of 1.022THz and an output power of 1.5 kW (energy of 75 mJ in 50 µ sec pulses) [9].…”