Открытый резонатор Советский патент 1986 года по МПК H01J23/18 

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к открытым резонаторам (ОР) миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов и может найти применение в измерительной технике, радио локации, в спектроскопии и т.д.

Целью изобретения является улучшение спектральных характеристик ОР путем обеспечения одномодового режима работы.

На чертеже представлена схема предлагаемого резонатора.

Предлагаемый ОР содержит два зеркала 1,2, расположенных на одной оси параллельно друг другу. На пери- ферийной части зеркал расположена периодическая структура 3, параметры которой и ее длина определя;ются из следующих соотношений:

с « d-tgoi

NM

0,

arccos N

/2d,

где

A

NM

- резонансная длина волны

рабочего колебания Ш; d - расстояние между зеркалами;с - длина периферийной части

зеркала;

1 - период структуры, расположенной на ней. Центральная часть зеркала представляет собой отрезок осесимметрич- ной полой фигуры А, длина которой определяется соотношением

Ъ а ctgoi

NM

где b - длина центральной части

зеркал 1,2; а - внутренний размер полой

фигуры.

На внутренней поверхности полой фи гуры нанесена периодическая структура, период которой равен t. анм 0,5 A /cosol n а ламели перпенди- 1гулярны образукяцей фигуры.

Форма зеркал может быть любой: круглой, квадратной, прямоугольной. В зависимости от этого определяется ориентация ламелей периодической структуры 3: перпендикулярно радиусу для круглых зеркал; параллельно гра- ни зеркала - для прямоугольных.

ВНИИПИ Заказ 2291/52

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

s

0

5

0

5

0

5

0 5

Предложенньй ОР работает следующим образом.

Плоские волны (парциальные составляющие; резонансного колебания) с А | , попадая на дифракционные ре- шетки 3,5 зеркал ОР, практически полностью отражаются во внутренний объем ОР в автоколлимационном режиме. Пол-, ное отражение в автоколлимационном режиме обеспечивает повторяемость конфигурации поля в ОР после каждого прохода, а следовательно, и установление собственного колебания с резонансной длиной волны и высокой доб- , . ротностью. Другие возможные колебания ОР с длиной волны оказываются либо неустойчивыми (нарушается условие, автоколлимационного отражения, что приводит к нарушению повторяемости конфигурации поля, угол отклонения направления распространения парциальных составляющих от осей резонатора изменяется в каждом полном цикле и открытые границы ОР не могут удержать соответствующие плоские волны в объеме резонатора), либо обладают слабой добротностью (режим полного отражения в автоколлимирую- щую гармонику имеет резонансный характер) .

Таким образом, зеркала 1,2 предлагаемой конструкции ОР обеспечивают эффективную селекцию типов колебаний в ОР, что дает возможность построения существенно одномодового ОР с резонансной длиной волны . В таком режиме отражения возможны энергетические потери за счет образо вания других гармоник пространственного спектра. Чтобы уменьшить эти потери (сделать собственное колебание высокодобротным), нужно выбрать структуру периода решетки таким образом, чтобы коэффициент отражения в минус первую гармонику пространст- .венного спектра при возбуждении ре- щетки плоской волной заданной поляризации, с заданной длиной и углом прихода R. бьш бы по модулю близок к единице. Такой выбор для решетки определенной геометрии (в оптике Эшелетт, в области мм и субмм длин волн - решетки волноводного типа) производится после строгого решения соответствующей задачи дифр ак- ции.

Подписное