Генератор дифракционного излучения Советский патент 1978 года по МПК H01J25/00 

Настоящее изобретение относится к технике генерирования миллиметровых и субмиллиметровых волн. Известны генераторы дифракционного излучения (ГДИ) с открытым резон тором и квазиоптическим выводом энер гии. Одно из зеркал- открытого резона тора в них; выполняется в виде полупрозрачной решетки и является выводом энергии генератора. Путем поворо та решетки регулируют степень связи ГДИ с внешним пространством, удовлет воряя одновременно условию поддержания обратной связи электронного пото ка с дифракционным излучением. Обычно в работающем ГДИ угол установки полупрозрачной решетки и плоскости поляризации волны в открытом резонаторе не превышает &-10, а это означает, что только 6-10% энергии, возбужденной в резонаторе, может выйти в свободное пространство и полезно использоваться. Известен генератор дифракционного излучения, содержащий открытый резонатор, состоящий, по крайней мере, из двух активных зеркал, покрытых от ражательной дифракционной решеткой, полупрозрачную дифракционную решетку, электронные пушки и коллекторы, число которых соответствует числу активных зеркал, и вывод энергии, представляющий собой щель связи, выполненную в одном из зеркал. Этот генератор также облсщает невысоким коэффициентом полезного действия. Целью изобретения является увеличение КПД генератора nyTeN. обеспечения вывода энергии в виде квазиоптического пучка. Для достижения поставленной цели открытый резонатор выполнен так, что число зеркал в нем на одно меньше числа дифракционных максимумов полупрозрачной дифракционной решетки, вывод энергии расположен в направлении свободного дифракционного максимума и выполнен в виде радиопрозрачной пластины. На чертеже дан пример выполнения предлагаемой конструкции ГДИ. Конструкция включает дифракционную решетку типа жалюзи, элемент решетки 2 в поперечном сечении, (3 положение элемента 2 решетки при регулировке - перестройке), зеркала 4, 5, 6 открытых активных резонаторов, содержащие отражательную дифрак-ционную решетку, гайки 7, 8 крепления механизма юстировки зеркала отно35сительно электронного потока, винт 9 юстировки зеркала, электронные пушки 10 (электронный поток распространяется нормально к плоскости чертежа к наблюдателю, коллектор находится на верхней крышке прибора, которая на чертеже не показана). Поглощающее покрытие 11 квазиоптического лучевода, тефлоново© вакуумно-плотное уплот нение 12,тонкая плоскопараллельная кварцевая пластина 13, служащая окном для аывода энергии из прибора,меканизм 14 перестройки дифракционной рйяеткй, 15 - металлическая диафрах-ма, на которой закрепляются зеркала (о-тражателй) открьзтого резонаторй, 15 фланец квазиоптического лучевода, Генератор работает спедуюощм обраэом. Над отражательными дифракцией ними ршйэтками, которые расположены на каждом из зеркал 4, 5, б пролетаюа электронные пучки. Возникшее ди фракционное излучение, распространяю щееся перпендикулярно о-г поверхности зеркал, падает на дифракционную решетку 1 под углом 4835. При этом плоская вСлна дифракционного излучения О :xyjj.OTO зеркала ножевой решеткой I делится «а четыре плоские волны о равными интенсивностягишг 1/4 ее моэдности излучается через кварцевое окно 13; 1/4 возвращается опять к зеркал;/; осуществляя обратную связ электрО1магнитное поле - электронный 5Г;/чок и остальная мощность 1/2 рас пределяет СЕ поровну между двумя другими зерлсалат-гй, Взаимная энергетичес кая связь между электронными потока ми обеспечивает хорошую модуляцию электронных потоков, что обеспечивает излучение взаимно когерентных кол баний всеми электронными потоками, мощноегь кохорьах складывается на выходе генератора. Мощность, поступае6мая к каждому зеркалу (отражаемая и от двух других зеркал), является излишней при осуществлении обратной связи, поэтому дифракционная решетка 1 выполнена перестраиваемой, причем таким образом, что период решетки не изменяется, а изменяется только наклон элементов к плоскости решетки. При передвиженииштока 19, элементы решетки плавно и одновременно наклоняются, изменяя тем самым распределение интенсивности во всехчетырех лучах. Этой перестройкой дифракционной решетки удается направить в выход генератора часть энергии большую,чем 1/4 от каждого электронного пучка. Кроме того, таким образом можно несколько подстраивать резонатор, компенсируя тем самым ошибки в точнести при выполнении конструкции. Таким образом, пpeдлaгae влй генератор позволяет повысить мощность, излучаемую в свободное пространство. Формула изобретения Генератор дифракционного излучения, содержащий открытый, резонатор, состоящий, по крайней мере, из двух активных зеркал, покрытых отражательной дифракционной решеткой, полупрозрачную дифракционную решетку, электронные пушки и коллекторы, число которых соответствует числу активных зеркал, а также вывод энергии, о тличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, число зеркал Открытого резонатора на одно меньше числа дифракционных максимумов полупрозрачной дифракционной решетки, вывод энергии расположен в направлении свободного дифракционного максимума и выполнен в виде радиопрозрачной пластины. 15 У