В Институте прикладной физики РАН представили концепцию гиротрона нового поколения, которая обещает кардинально повысить эффективность этих мощных источников микроволнового излучения. Сотрудники лаборатории под руководством Дмитрия Соболева предложили отказаться от классической цилиндрической формы резонатора — сердца устройства, где рождается волна.
Вместо привычной трубы физики сконструировали открытую систему на основе двух зеркал. Одно из них выполнено плоским, но с гофрированной поверхностью, а второе — гладким и вогнутым. Такая хитроумная оптическая схема позволяет «вырезать» из рабочего процесса паразитные режимы генерации, которые обычно крадут энергию и дестабилизируют работу установки. Благодаря открытости резонатора в поперечном направлении удалось резко сократить количество нежелательных типов колебаний, что напрямую повышает стабильность системы и снижает потери.
Но авторы пошли дальше, изменив не только резонатор, но и форму самого электронного пучка. Расчеты показывают, что такой комплексный подход позволяет добиться выдающихся характеристик в терагерцовом диапазоне, который долгое время считался «мертвой зоной» для подобной техники. Работоспособность идеи подтверждена не только математическими моделями, но и практическими экспериментами с изготовленным образцом резонатора.
На данный момент исследователи успешно продемонстрировали возможность стабильной генерации на частоте 800 ГГц при мощности в киловатт. Однако это лишь промежуточный этап. В планах ученых — освоение частоты около 1,2 ТГц, что станет серьезным вкладом в развитие технологий для управляемого термоядерного синтеза, где подобные источники излучения крайне востребованы. Новая разработка ИПФ РАН делает уверенный шаг к преодолению так называемого «терагерцевого провала», заполняя пробел, где ранее не существовало приборов с такими параметрами.
Ранее Наука Mail рассказывала, что излучение микроволн помогло синхронизировать кубиты.