Поля релятивистских электронных пучков и эффекты когерентной генерации излучения в кристаллических, плазменных и диэлектрических структурах : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. И. Бенедиктович

Abstract

Объектом НИР является спонтанное излучение, создаваемое движущимся электронным пучком малой длительности в кристаллических структурах. Цель работы: исследование свойств электромагнитных полей, создаваемых движущимися зарядами в кристаллических структурах, а также возможности получения ультракоротких импульсов когерентного электромагнитного излучения на основе модуляции заряженных электронных сгустков в этих полях. В результате создана математическая модель для описания начальной стадии процесса самоусиления излучения от электронных сгустков в кристалле в режиме линейного отклика; построен теоретический формализм самосогласованной эволюции излучения в кристалле и состояния каналированных электронов при больших плотностях тока в рамках первого порядка теории возмущений; показано, что переход от спонтанного к самоусиленному режиму излучения каналированных электронов достигается при учете вырождения возбужденных состояний поперечной составляющей движения электронного сгустка; произведена численная оценка параметров, при которых может одновременно происходить генерация электромагнитного излучения в режиме параметрического рентгеновского излучения и излучения каналированием; показано, что влияние реальных параметров системы может быть введено путем модификации полученных модельных выражений; изучен режим скользящей геометрии вхождения пучка в кристалл и произведен анализ граничных условий и их влияние на распределение электромагнитного поля, формируемого электронным сгустком в кристалле; показано, что вид граничных условий в значительной степени влияет на возникновение эффекта самоусиления; произведен анализ параметров задачи и определены условия максимума инкремента неустойчивости, приводящего к экспоненциальному росту интенсивности. Аналитические результаты подкреплены численными расчетами, которые позволяют уточнить теоретические оценки.