Высокоселективные электродинамические системы для мощных релятивистских мазеров: новые концепции и современные технологии

Проект направлен на развитие концепции пространственно-развитых релятивистских мазеров на основе брэгговских структур новых типов. С точки зрения увеличения интегральной мощности излучения в данных генераторах при сохранении высоких когерентных свойств излучения универсальным решением является использование двумерной распределенной обратной связи (РОС) на основе так называемых двумерных брэгговских структур (структур с двумерно-периодической гофрировкой). Задача укорочения длины волны излучения требует развития пространства взаимодействия по двум поперечным координатам, для ее решения предлагается использовать модифицированные брэгговские структуры с одномерно-периодической гофрировкой, реализующие связь квазикритических и распространяющихся мод. В рамках проекта будет проведен теоретический анализ электродинамических свойств брэгговских структур различных типов и их трехмерное моделирование с использованием коммерческого кода CST Microwave Studio. Высокие селективные свойства этих структур будут продемонстрированы в «холодных» электродинамических тестах, которые планируется провести в различных диапазонах, вплоть до субмиллиметрового. Разработанные брэгговские структуры должны послужить основой для развития проектов пространственно-развитых релятивистских мазеров и, в перспективе, осуществить их продвижение в коротковолновые диапазоны на высоком (мультимегаваттном) уровне мощности. Проект предполагает также исследование пространственно-развитых двумерных брэгговских структур на основе планарных диэлектрических волноводов с целью адаптации их параметров для использования в полупроводниковых гетеролазерах. Важной составной частью проекта является развитие технологии изготовления периодических структур различных типов. В качестве возможного кандидата, способного решить задачу реализации данных структур вплоть до субмиллиметрового диапазона, предлагается использование 3D принтеров, которые позволяют изготовить двумерно-периодические диэлектрические структуры на основе доступных пластиков, а металлические структуры на основе проводящих полимеров с последующим электрохимическим наращиванием.