ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №5
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.9
УДК: 537.86
Обогащение спектра излучения электронного
генератора с пассивной синхронизацией мод
М.Н. Вилков, Н.С. Гинзбург, И.В. Зотова, С.В. Самсонов, А.С. Сергеев
ФИЦ Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН,
603950, Нижний Новгород, ул. Ульянова, 46
Статья поступила в редакцию 23 мая 2025 г.
Аннотация. Анализируется возможность существенного обогащения спектра выходного излучения электронного генератора с пассивной синхронизацией мод, включающего винтовую гиро-ЛБВ миллиметрового диапазона и циклотронно-резонансный поглотитель. Для этого необходимо осуществить жесткий запуск генератора, когда по цепи обратной связи циркулирует единственный электромагнитный импульс, тогда как в мягком режиме возбуждения таких импульсов много. Исследована возможность жесткого запуска генератора с центральной частотой 33.5 ГГц субнаносекундным импульсом от ЛОВ с частотой 38 ГГц, запитываемой драйвером РАДАН. Полученные данные будут использованы в экспериментах по реализации жесткого режима генерации мощных субнаносекундных импульсов на основе пассивной синхронизацией мод.
Ключевые слова: генерация коротких импульсов, пассивная синхронизация мод, жесткий запуск, Ka-диапазон, частотная гребенка.
Финансирование: Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ), грант № 23-12-00291.
Автор для переписки: Вилков Михаил Николаевич, vilkovmn@ipfran.ru
Литература
1. Krupnov A.F. et al. Technique of broadband measurements of frequency conversion efficiency for each harmonique in frequency multipliers up to terahertz range // International Journal of Infrared and Millimeter Waves. – 2000. – V. 21. – P. 343-354.
2. Parshin V.V. et al. Modern resonator spectroscopy at submillimeter wavelengths // IEEE Sensors Journal. – 2012. – V. 13. – №. P. – P. 18-23.
3. Kryukov P.G. Ultrashort-pulse lasers // Quantum electronics. – 2001. – V. 31. – №. 2. – P. 95.
4. Keller U. Recent developments in compact ultrafast lasers // nature. – 2003. – V. 424. – №. 6950. – P. 831-838.
5. Brabec T. et al. Kerr lens mode locking // Optics letters. – 1992. – V. 17. – №. 18. – P. 1292-1294.
6. Keller U. et al. Solid-state low-loss intracavity saturable absorber for Nd: YLF lasers: an antiresonant semiconductor Fabry–Perot saturable absorber // Optics letters. – 1992. – V. 17. – №. 7. – P. 505-507.
7. Ginzburg N.S. et al. Generation of “gigantic” ultra-short microwave pulses based on passive mode-locking effect in electron oscillators with saturable absorber in the feedback loop // Physics of Plasmas. – 2016. – V. 23. – №. 5. – P. 050702.
8. Ginzburg N.S. et al. Generation of trains of ultrashort microwave pulses by two coupled helical gyro-TWTs operating in regimes of amplification and nonlinear absorption // Physics of Plasmas. – 2017. – V. 24. – №. 2. – P. 023103.
9. Ginzburg N.S. et al. Dissipative solitons in electron oscillators with a saturable absorber // Physics of Plasmas. – 2018. – V. 25. – №. 9. – P. 093111.
10. Ginzburg N.S. et al. Generation of periodic high-power ultrashort pulse sequences in a chain of coupled traveling-wave tubes operating in the regimes of amplification and nonlinear Kompfner suppression // Technical Physics Letters. – 2017. – V. 43. – P. 842-845.
11. Ginzburg N.S. et al. Nonlinear cyclotron resonance absorber for a microwave subnanosecond pulse generator powered by a helical-waveguide gyrotron traveling-wave tube // Physical Review Applied. – 2020. – V. 13. – №. 4. – P. 044033.
12. Gaponov A.V., Petelin M.I., Yulpatov V.K. The induced radiation of excited classical oscillators and its use in high-frequency electronics // Radiophysics and Quantum Electronics. – 1967. – V. 10. – №. 9. – P. 794-813.
13. Ginzburg N.S. et al. Ka-band 100-kW subnanosecond pulse generator mode-locked by a nonlinear cyclotron resonance absorber // Physical Review Applied. – 2021. – V. 16. – №. 5. – P. 054045.
14. Denisov G.G. et al. Gyrotron traveling wave amplifier with a helical interaction waveguide // Physical review letters. – 1998. – V. 81. – №. 25. – P. 5680.
15. Bratman V.L. et al. High-gain wide-band gyrotron traveling wave amplifier with a helically corrugated waveguide // Physical Review Letters. – 2000. – V. 84. – №. 12. – P. 2746.
16. Coen S., Erkintalo M. Universal scaling laws of Kerr frequency combs // Optics letters. – 2013. – V. 38. – №. 11. – P. 1790-1792.
17. Розанов Н.Н. Диссипативные оптические солитоны // УФН – 2000. – Т. 170. – №. 4. – С. 462-465.
18. Vladimirov A.G. et al. Bifurcation analysis of laser autosolitons // Quantum Electronics. – 1997. – V. 27. – №. 11. – P. 949.
19. Korovin S.D. et al. Generation of Cherenkov superradiance pulses with a peak power exceeding the power of the driving short electron beam // Physical Review E–Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. – 2006. – V. 74. – №. 1. – P. 016501.
20. Denisov G.G., Cooke S.J. Digest 21st Int. Conf. Infrared and Millimeter Waves // Conf. Infrared Millimeter Waves. – 1996.
21. Ginzburg N.S. et al. Mechanisms of amplification of ultrashort electromagnetic pulses in gyrotron traveling wave tube with helically corrugated waveguide // Physics of Plasmas. – 2015. – V. 22. – №. 11. – P. 113111.
22. Ginzburg N.S., Nusinovich G.S., Zavolsky N.A. Theory of non-stationary processes in gyrotrons with low Q resonators // International Journal of Electronics Theoretical and Experimental. – 1986. – V. 61. – №. 6. – P. 881-894.
23. Ginzburg N.S. et al. Generation of a periodic sequence of high-power ultrashort pulses in a chain of coupled backward-wave and traveling-wave tubes operating in the regimes of amplification and nonlinear Kompfner suppression // Technical Physics. – 2018. – V. 63. – P. 1205-1211.
Для цитирования:
Вилков М.Н., Гинзбург Н.С., Зотова И.В., Самсонов С.В., Сергеев А.С. Обогащение спектра излучения электронного генератора с пассивной синхронизацией мод в жестком режиме возбуждения // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.9