Теоретическое и экспериментальное исследование перспективных электровакуумных генераторов и усилителей, работающих от сантиметрового до терагерцового диапазона

Объектами исследования являются мощные источники электромагнитного излучения ЭЦР диапазона. Целями работы являются совершенствование известных и создание ряда новых разновидностей электровакуумных генераторов и усилителей в диапазонах от сантиметрового до терагерцового, с совокупностью параметров излучения, значительно превосходящих существующие аналоги, и ориентированных на конкретные физические приложения. В рамках работы выполнено совершенствование известных и создание ряда новых разновидностей электровакуумных генераторов и усилителей в диапазонах от см до суб-мм с совокупностью параметров излучения, значительно превосходящих существующие аналоги. Разработка таких генераторов и усилителей потребовала: развитие вычислительных кодов для численного траекторного анализа электронных потоков и моделирования электронно-волнового взаимодействия; исследование динамики многомодовых нелинейных систем и особенностей электронно-волнового взаимодействия в различных схемах генераторов и усилителей; оптимизацию их параметров с точки зрения увеличения эффективности, выходной мощности и стабильности параметров излучения; разработку и исследование свойств новых высокоселективных электродинамических систем, способных обеспечить стабильный узкополосный режим работы в условиях большой сверхразмерности пространства взаимодействия; разработку электронно-оптических систем формирования винтовых электронных пучков высокого качества, которое необходимо для работы в высокочастотных диапазонах; разработку автоматизированных систем управления; внедрение современных аддитивных технологий для изготовления мелкомасштабных электродинамических систем. Потребность в таких источниках обусловлена рядом фундаментальных задач и практических приложений, включая управляемый термоядерный синтез, спектроскопия и диагностика различных сред, микроволновая обработка материалов, создание материалов с уникальными свойствами. Создаваемые генераторы, усилители и линии транспортировки излучения находятся на уровне лучших разработок в области электроники и электродинамики больших мощностей.