Исследование когерентных механизмов генерации электромагнитного излучения при взаимодействии ускоренных электронов с периодическими структурами высокой электронной плотности

Проводится исследование принципиально нового подхода к генерации электромагнитного излучения, основанного на взаимодействии пучка ускоренных электронов со структурами, представляющими упорядоченные в пространстве области с высокой электронной плотностью. В настоящее время продолжается поиск возможностей разработки малогабаритных установок лабораторного масштаба для генерации электромагнитного излучения с заданными характеристиками. Одним из перспективных подходов к решению данной задачи является использование различных механизмов генерации излучения, реализующихся при взаимодействии пучков ускоренных электронов с веществом. К настоящему времени на основе данного подхода разработаны и внедрены в производство множество источников излучения в диапазоне от радиоволн (магнетроны, клистроны) до рентгеновского излучения (рентгеновские трубки). Тем не менее, в настоящее время продолжается поиск новых путей для разработки источников электромагнитного излучения, обладающих преимуществами над уже существующими. В настоящем проекте проводится экспериментальное исследование новых эффектов в физике излучения заряженных частиц, реализующихся при взаимодействии пучков ускоренных электронов со структурами, представляющими собой упорядоченные в пространстве области с высокой электронной плотностью (ОВЭП). Успешное решение поставленных задач сделает возможным разработку интенсивных лабораторных источников электромагнитного излучения нового поколения.К ожидаемым основным результатам можно отнести следующие: 1.Полученные результаты откроют новое направление в физике излучения заряженных частиц – генерация излучения при взаимодействии ускоренной заряженной частицы с локализованными областями высокой электронной плотности. Ожидается, что электроны, составляющие рассматриваемые области, будут когерентно излучать при движении ускоренной заряженной частицы вблизи области. Данная особенность позволит реализовать условия для генерации электромагнитного излучения высокой интенсивности. 2.В рамках решения поставленных задач будет установлена возможность генерации когерентного электромагнитного излучения, сочетающего когерентность по числу излучающих электронов, составляющих области высокой электронной плотности, и когерентность, обусловленную периодичностью расположения областей на поверхности подложки (рассматривается случай, когда области периодически располагаются на плоской поверхности). 3.В случае, если результаты исследования подтвердят возможность генерации электромагнитного излучения в рамках рассматриваемого подхода, то это откроет широкие перспективы для разработки компактных интенсивных источников квазимонохроматического электромагнитного излучения в широкой спектральной области, лишённых существенного недостатка источников с банчированными пучками электронов. Подобные источники будут иметь низкую стоимость, позволяющую их использовать в лабораториях. 4.Поскольку к настоящему времени отсутствует теоретическое описание рассматриваемых процессов, то результаты планируемого экспериментального исследования будут стимулировать разработку соответствующей теории в дальнейшем.