Вплив генерованого електричного поля накачки на підсилювальні властивості супергетеродинного параметричного лазера на вільних електронах

Автори О.В. Лисенко , С.С. Ільїн
Приналежність

Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

Е-mail o.lysenko@mss.sumdu.edu.ua
Випуск Том 15, Рік 2023, Номер 5
Дати Одержано 10 липня 2023; у відредагованій формі 23 жовтня 2023; опубліковано online 30 жовтня 2023
Посилання О.В. Лисенко, С.С. Ільїн, Ж. нано- електрон. фіз. 15 №5, 05022 (2023)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.15(5).05022
PACS Number(s) 41.60.Cr, 52.59.Ye
Ключові слова Супергетеродинний лазер на вільних електронах (6) , Хвилі просторового заряду (4) , Трихвильова параметрична взаємодія, Інкремент зростання, Електростатичний ондулятор (2) .
Анотація

У роботі в рамках квадратичного нелінійного наближення проведено аналіз впливу генерованого електричного поля накачки на підсилювальні властивості супергетеродинного параметричного лазера на вільних електронах (ЛВЕ). Високі підсилювальні властивості такого пристрою забезпечуються за рахунок реалізації двох пов'язаних між собою трихвильових параметричних резонансів. Завдяки першому з цих резонансів між електромагнітною хвилею сигналу, Н-убітронним полем накачки та повільною хвилею просторового заряду (ХПЗ) відбувається підсилення першої. Другий з цих резонансів між поздовжніми електричним полем накачки, повільною і швидкою хвилями ХПЗ дозволяє додатково підсилювати повільну ХПЗ. Зв'язок між двома параметричними резонансами забезпечується загальною для обох резонансів повільною ХПЗ. У роботі проаналізовано інкременти зростання хвиль кожного з вищезгаданих трихвильових резонансів як окремо, так і всієї системи в цілому. Продемонстровано, що ефект генерації додаткового електричного поля накачки істотно впливає на інкремент зростання другого параметричного резонансу, збільшуючи його на 33 %. Завдяки цьому інкремент зростання всього ЛВЕ збільшується на 28 – 10 % залежно від параметрів системи. З'ясовано, що вплив генерованого електричного поля накачки найбільш ефективний при високих частотах і порівняно низьких енергіях електронного пучка, коли підсилення електромагнітного сигналу за рахунок першого параметричного резонансу істотно менше порівняно з підсиленням поздовжніх хвиль за рахунок другого параметричного резонансу.

Перелік посилань