Стимулированное циклотронное излучение в "безынверсных" ансамблях классических электронов

• Автор: Ерухимова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 150 с. : ил.

I “Безынверсная” мазерная неустойчивость. Основные соотношения

1.1 Квантовая схема усиления без инверсии

1.2 “Безынверсный” циклотронный мазер

1.2.1. Поперечное распространение излучения на двух гармониках гирочастоты

1.2.2. Наклонное распространение излучения на первой гармонике гирочастоты

II Режим параметрической генерации в среде с модулированной проводимостью

2.1 Общефизическая трактовка

2.2 Формирование модуляции в режиме кратковременного предварительного воздействия со стороны низкочастотной волны накачки
2.2.1. Линейный режим формирования модуляции при начальном распределении типа ринга
2.2.2. Нелинейный режим формирования модуляции при начальном монотонном распределении по энергиям

2.3 Механизмы насыщения “безынверсной” мазерной неустойчивости

2.3.1. “Баллистическая’ релаксация
2.3.2. Квазилинейная теория “безынверсной” циклотронной генерации
2.3.3. Сравнение различных механизмов насыщения “безынверсной'’ неустойчивости
2.4 Эффективность различных схем предварительной НЧ накачки

III “Безынверсная” неустойчивость в модулированной реактивной
среде
3.1 Особенность модуляции электронного пучка в импульсном пространстве. Роль эффекта Доплера
3.2 “Баллистическая” релаксация параметрической неустойчивости при наклонном распространении взаимодействующих волн
3.3 Анализ энергообмена на ранней стадии взаимодействия
3.4 “Безрезонансное” взаимодействие частиц с полем двух волн постоян-.. ной амплитуды в одночастотной системе отсчета. (Анализ усредненных
уравнений движения частиц в квадратичном приближении по ампли-
>. туде поля.)
3.4.1. Механизм “безрезонансного” энергообмена
3-4.2. Распределение энергозатрат по степеням свободы
3.4.3. Почему не рассеяние?
3.5 Эффективность оптимальной схемы в рамках приближений теории
IV Численный анализ циклотронной параметрической генерации в
реактивной среде ‘
4.1 Постановка задачи (численная модель).'
4.2 Подтверждение результатов аналитических расчетов. Линейное усиление в среде с низкой плотностью
4.3 Индуцированная “безынверсная” параметрическая неустойчивость двух интенсивных волн в режиме автомодуляции функции распределения электронов по импульсам
4.4 Обострение параметрической неустойчивости в нерезонансной электронной среде в случае достаточно плотного пучка электронов за счет самосогласованного втягивания частот волн в зону циклотронного ре-
. зонанса
4.5 Выводы
V Некоторые особенности различных “безынверсных” схем с постоянно действующей низкочастотной накачкой
51 Введение
пнем іч'.пи на двух гармониках трлча.-т-ии я присутствии накачки на р; нкч а чині гармонике
5.2.1. Анализ консерва гнвпоії системы
5.2.2. Роль учета эффективной частоты столкновений при построении модели “безынверсного” усиления с постоянно действующей накачкой
5.3 “Бозрезонансное” усиление двух волн в трехволновой схеме с заданной низкочастотной продольной волной накачки
5.4 Выводы . .
Заключение
Приложение
Литература
Публикации автора по теме диссертации

Пусть в течение времени от 4 = —Г до < = 0 действует электромагнитное волновое поле с “низкой” частотой Г2 = Ьшц и волновым вектором к:
Ео = уоВеЕоехр[1кх — ЮЛ + г'7г/2). (2.5)
Найдем возмущение функции распределения под действием поля (2.5) в линейном приближении по амплитуде волны. Следуя процедуре, аналогичной изложенной в пункте 1.2.1., для функции распределения в момент времени < = 0 получим:
/ = Ль(*л) — Яе~^-СоаоС1^ (ДМ,Т) ехр (гкХ + гЬд — гПН , (2.6)

где Со = 0±яЩк,гн), ао = е£’0/(тсП), £ определяется выражением (1.43), а отстройка синхронизма между волной накачки и частицами с энергией ги определяется формулой (1.31). Наиболее простым является случай достаточно “короткодействующей” накачки, когда
ТЬшц (Ди;) ,
— 1, (2.7)

где (Дгв)-ширина функции распределения, либо рассматриваемая область энергий. Условие (2.7) фактически означает, что энергия любой частицы из рассматриваемой области начальных значений энергии совершает малую долю колебания под действием поля с начальной фазой, зависящей периодически от фазы гнровращения 9 и поперечной координаты X. При условии (2.7) функция распределения по истечении воздействия поля накачки в течении промежутка времени Т имеет вид:
/ = /т{н)) — Де^^СоаоПТехр (гкХ + Ив — гШ). (2.8)

Критерий “безынверсной” параметрической неустойчивости (1.55) для функции распределения (2.8), таким образом, выполнен при условии
(2-9)

Важно заметить, что условие, при котором применимо линейное приближение по амплитуде поля накачки выражается в данном случае в виде неравенства:
воТП |оо| < (бы), (2.10)
где {■5ш)-характерный масштаб изменения функции распределения /Ш(ш). Условие (2.1(1) означает, что амплитуда периодического но в и X возмущения энергии и) под дев. щием волны накачки много меньше характерного масштаба изменения функции
II• ппрямстрнчпгкой 1'и*:ряпии р сред«? С людулироламной проводимостью
ТСоП С^/.П
2 Ль)* > - ю=0 йги