Генерация ультракоротких импульсов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов для спектроскопии и диагностики различных сред на основе пассивной синхронизации мод в электронных приборах с нелинейным циклотронным поглотителем в цепи обратной связи

Существенного улучшения функциональных возможностей ДПЯ/ЯМР спектроскопии (чувствительности, разрешающей способности, скорости получения данных и др.), а также других методов мониторинга различных сред (например, диагностики плотной термоядерной плазмы) можно достичь при использовании источников субмиллиметрового излучения с управляемым спектром. Необходимое при этом управление спектром предусматривает не только плавное свипирование центральной частоты в широких пределах, но и генерацию периодической последовательности коротких импульсов с коррелированной фазой и регулируемой частотой следования. Настоящий проект направлен на развитие методов генерации и усиления мощных широкополосных когерентных сигналов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов на основе вакуумных электронных усилителей (в том числе гирорезонансных). Впервые на основе приборов вакуумной электроники предполагается исследовать механизм импульсной генерации, который аналогичен широко используемому в лазерной физике методу пассивной синхронизации мод. С этой целью в цепь обратной связи генератора устанавливается нелинейный амплитудный фильтр – элемент, поглощающий микроволновые сигналы с малой амплитудой и пропускающий сигналы с большой мощностью. Данный фильтр предполагается реализовать также на основе эффекта нелинейного циклотронного поглощения излучения.генерации ультракоротких импульсов в рамках аналитических и компьютерных моделей, а также сравнение получаемых результатов с известными характеристиками лазеров, работающих в режиме пассивной синхронизации мод. На основании теоретического анализа будет проведена разработка экспериментального макета генератора ультракоротких импульсов Экспериментальная программа проекта включает в себя реализацию и исследование свойств нелинейного амплитудного фильтра на основе эффекта циклотронного поглощения, демонстрацию режима генерации ультракоротких импульсов при использовании в качестве усилительного элемента существующей гиро-ЛБВ длинноволновой части миллиметрового диапазона (рабочая частота 30ГГц). Параллельно будет идти разработка ключевых элементов гиро-ЛБВ с винтовой гофрировкой на частоту 260 ГГц, а также нелинейного циклотронного поглотителя соответствующего диапазона.