Терагерцовые гиротроны на высоких циклотронных гармониках со сверхселективными резонаторами

Задача создания относительно интенсивных (с мощностью хотя бы на уровне десятков Ватт) и, в то же время, доступных широкому кругу потребителей (с точки зрения как компактности, так и стоимости) источников излучения с частотой порядка 1 ТГц и выше является до сих пор не решенной. Вместе с тем, в настоящее время потребность в источниках терагерцового излучения диктуется такими его актуальными приложениями, как спектроскопия и диагностика различных сред, терагерцовое видение и дистанционное определение опасных веществ, биофизические и биохимические исследования и др.Основной целью проекта станет поиск и демонстрация путей продвижения весьма развитого класса источников когерентного электромагнитного излучения – электронных циклотронных мазеров (гиротронов) – в пока еще не освоенную этими генераторами, но весьма важную для приложений область параметров. Уникальность создаваемых генераторов определяется совокупностью сразу нескольких факторов: частота генерации свыше 1 ТГц, относительно низкие магнитные поля за счет работы на высоких циклотронных гармониках, мощность генерации на уровне десятков Ватт и выше, работа в непрерывном режиме генерации. При этом использование низких рабочих магнитных полей, а также электронных пучков с относительно низкой энергией должно обеспечить компактность таких источников и, соответственно, их доступность широкому кругу потребителей. В рамках проекта предполагается разработка и создание компактных гиротронов с умеренной энергетикой рабочих электронных пучков (энергия частиц - десятки кэВ, сила тока - единицы А), в которых селективность возбуждения колебаний на высоких гармониках циклотронной частоты будет осуществлена за счет использования новых электродинамических систем гиротронов, обеспечивающих дискриминацию паразитных колебаний на низких циклотронных гармониках. Работоспособность предлагаемых авторами подходов предполагается протестировать в ряде демонстрационных экспериментов как в миллиметровом, так и в суб-мм диапазоне длин волн.