Нелинейная динамика излучения сильноточных пучков заряженных частиц в пространственно-периодических структурах

Abstract

Рассмотрены физические процессы, лежащие в основе функционирования вакуумных электронных приборов, а именно нелинейные процессы излучения сильноточных пучков заряженных частиц при прохождении пространственно-периодических структур (резонаторов) и взаимодействии с электромагнитным полем. Проанализированы принципы работы ламп бегущей волны, ламп обратной волны, многоволновых черенковских генераторов, лазеров и мазеров на свободных электронах и др. Указанные приборы функционируют в широком диапазоне спектра (от микроволнового до рентгеновского), имеют высокие КПД, позволяют получать излучение большой мощности в узких спектральных областях. Повышение производительности и надежности таких устройств основано на совершенствовании сложных электромагнитных структур, составляющих резонаторы. Продемонстрировано разнообразие вакуумных электронных приборов при очевидной общности используемых в них физических принципов. Рассмотрена нелинейная хаотическая динамика их функционирования. Особое внимание уделено принципам работы объемных лазеров на свободных электронах, а также их отличию от других приборов.