Открытый резонатор с регулируемым выводом энергии Советский патент 1977 года по МПК H01J23/18 

1

Изобретение относится к технической физике, а именно к открытым резонаторам, имеющим связь с волноводной линией, и может быть использовано для регулируемого вывода энергии и для связи с нагрузкой оротронов, лазеров, умножителей и других приборов, колебательной системой которых являются открытые резонаторы.

Известны открытые резонаторы с выводом энергии, осуществляющим их связь с волноводной линией 1. Такой резонатор состоит из двух зеркал, в центре одного из которых расположена диафрагма с отверстием связи.

Однако вывод энергии через отверстие не регулируется и малоэффективен, так как значительная часть мощности бесполезно излучается в пространство.

Кроме того, фиксированная, нерегулируемая связь их с внещней нагрузкой ограничивает возможность согласования их выхода с волноводной или квазиоптической линиями.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является резонатор с регулируемым выводом энергии, осуществляющим квазиоптическую связь его с внещней нагрузкой 2.

Этот резонатор содержит поляризационный фильтр, расположенный между зеркалами, одномерную дифракционную решетку, выполненную на одном из зеркал, прямоугольный волновод, расположенный вне резонатора таким образом, что его широкая стенка параллельна штрихам решетки, и механизм перемещения дифракционной решетки.

Целью изобретения является повышение эффективности регулируемой связи открытого резонатора с волноводной линией.

Для достижения этой цели в известном открытом резонаторе с регулируемым выводом энергии одномерная пропускающая дифракционная решетка выполнена на зеркале так, что ее площадь равна площади внутреннего сечения волновода, который прикреплен своим торцом к поверхности зеркала.

На чертеже приведен двухзеркальный открытый резонатор с регулируемым выводом энергии, общий вид.

Резонатор состоит из зеркал 1 и 2. На зеркале 2 выполнена одномерная рещетка 3. К внещней поверхности зеркала 2 прикреплен торцом прямоугольный волновод 4. При этом направление щтрихов решетки 3 параллельно длинной стороне сечения волновода 4.

Между зеркалами 1 к 2 расположен поляризационный фильтр 5, выполненный в виде тонкой и густой одномерной сетки.

Предлагаемый открытый резонатор с регулируемым выводом энергии работает следующим образом.

Электромагнитная волна, распространяющаяся от зеркала 1 к зеркалу 2, полностью проходит через поляризационный фильтр 5, у которого коэффициент отражения Б - волны равен единице, а Я - волны - нулю, и падает на решетку 3. Так как зеркало 2 повернуто так, что штрихи решетки 3 составляют угол 6 с осью ОХ, то часть волны проходит сквозь нее в волновод 4, а часть отражается. Отраженная от решетки 3 волна приобретает составляющую электрического поля, направленную по оси ОУ. Поляризационный фильтр 5 отражает волну с вектором Е электрического поля, направленным по осн ОУ, и пропускает к зеркалу 1 волну с вектором электрического поля, параллельным оси ОХ.

В результате сквозь решетку 3 в волновод 4 проходит как доля первоначальной волны, так и частично волны с поляризацией электрического ноля, вектор которого параллелен оси ОУ, возникающие при последовательных отражениях между поляризационным фильтром 5 и зеркалом 2.

Таким образом, предлагаемый открытый резонатор позволяет изменять коэффициент связи с волноводной линией двумя способами. Первый способ - изменением угла между направлением штрихов решетки 3 и осью ОХ, т. е. поворотом зеркала 2; в этом случае коэффициент связи меняется от нуля, второй способ - изменением расстояния между поляризационным фильтром 5 и зеркалом 2, т. е. параллельным перемещением поляризационного фильтра 5. Благодаря этому имеется возможность согласовывать приборы, использующие в качестве колебательных систем открытые резонаторы, с внешней нагрузкой в широком диапазоне частот, повышая эффективность связи.

Формула изобретения

Открытый резонатор с регулируемым выводом энергии, содержащий поляризационный фильтр, расположенный между зеркалами, одномерную дифракционную решетку, выполненную на одном из зеркал, прямоугольный волновод, расположенный вне резонатора таКИМ образом, что его широкая стенка параллельна щтрихам решетки, и механизм перемещения дифракционной решетки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности связи резонатора с волноводом, дифракционная рещетка выполнена на площади зеркала, равной внутреннему сечению волновода, а волновод прикреплен своим торцом к поверхности зеркала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Косарев Е. Л., ЦиненюкЮ. М. «Вынуждение колебания открытого резонатора, связанного с волноводом малым отверстием «Электроника больщих мощностей, № 5, М., «Наука 1968, с. 105-106.

2.Богомолов Г. Д., Русин Ф. С. «Открытый резонатор с квазиосптической связью Р и Э 15, вып. 4, М., 1970, с. 238-242 (прототип).