Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы. Тамаров П.Г. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

обычно 5-6. При возбуждении в газовом генераторе нескольких
поперечных типов колебаний, каждый из которых генерируется на 5-6
продольных частотах, спектр излучения становится сложным.
4. Оптический резонатор
Резонатор служит для увеличения напряженности электромагнитного
поля (амплитуды световых колебаний), которое вызывает вынужденное
излучение, Основной характеристикой резонатора является его
добротность для данной длины волны. Добротность резонатора
определяется отношением энергии электромагнитного поля, запасенной
внутри резонатора, к потерям этой энергии за время, равное периоду
колебаний. Таким образом, порог генерации, а также и мощность
генератора зависят от добротности резонатора,
В идеальном лазере рассматривают два типа потерь; дифракционные
и вследствие пропускания зеркал. В реальном лазере к этим потерям
добавляется еще целый ряд: поглощение в зеркалах, потери на окошках
разрядной трубки и поглощение в пространстве, не занятом активной
средой (в лазерах с внешними зеркалами), и, наконец, потери, связанные с
несовершенством поверхностей зеркал и неправильным их положением.
Чтобы добротность резонатора могла быть достаточно высокой,
расположение и форма сферических зеркал должны удовлетворять
следующему геометрическому условию: любой луч света, проходящий
между зеркалами внутри некоторой области, ограниченной двумя
зеркальными и так называемой оптической поверхностью, должен
оставаться внутри этой области, сколько бы отражений он не испытывал
от зеркал. Другими словами, луч света, испытывающий многократные
отражения от двух зеркал, достигнув некоторых предельных значений
угла с осью системы и удаления от нее, должен возвращаться опять к оси,
никогда не выходя из некоторой области пространства вблизи оси. Не
всякая система двух зеркал обладает такими свойствами. Так, например,
два сферических зеркала, обращенные выпуклостью друг к другу, не
обладают этими свойствами.
В теории резонаторов показывается, что два сферических зеркала
будут обладать вышеуказанными свойствами, если они расположены на
42
3. Энергетические соотношения в ЛБВ типа О
связи замедляющей системы с электронным потоком (зависит от
конструкции ЛБВ), Е
сп
- напряжение на замедляющей системе, Обычно
С=О,2.,,0,3. Если скорость электронов в (1+С/2) раз больше скорости
волны, то амплитуды напряженности поля E
m
, а также первой гармоники
тока I
k1
вдоль системы возрастают по экспоненциальному закону, При
большой длине замедляющей системы в ЛБВ типа О возникает
нелинейный режим: экспоненциальный закон нарушается, а Е
m
уменьшается по амплитуде из-за влияния пространственного заряда и
взаимного расталкивания электронов.
Коэффициент усиления ЛБВ-0 К
л
можно вычислить на основе
линейной теории как отношение амплитуд напряженности ноля на выходе
и на входе лампы. В результате получается
27
где
—электрическая длина пространства взаимодействия;
где
Обычно
геометрическая длина пространства взаимодействия электронов с полем.
выражают в децибелах:
зависит от параметра
где I
о
- ток луча; Z
o
- сопротивление
В результате такого рассмотрения оказывается, что усиление ЛБВ
В ЛБВ типа О (рис. 1) входной сигнал усиливается за счет
взаимодействия электронов с полем основной пространственной
гармоники. Анализ этого явления в простейшем случае возможен на базе
линейной теории ЛБВ. Рассмотрим основные положения этой теории.
Предположим, что переменные составляющие токов, скоростей и
напряжений малы по сравнению с продольной координатой х,
отсчитываемой от начала замедляющей системы. Взаимодействие
электронов с полем приводит к тому, что амплитуда первой гармоники
конвекционного тока I
K1
зависит от амплитуды поля Е
m
, которая в свою
очередь связана с током I
K1
. Составив уравнения I
K1
=f
1
(E
m
) и Е
m
= f
1
(I
K1
) и
решив их совместно, можно получить так называемое самосогласованное
решение, учитывающее обе стороны процесса взаимодействия поля и
электронного потока.
может иметь
Спектральная ширина линии излучения одной моды
величину от нескольким килогерц до одного герца. Изменение структуры
поля по мере увеличения мощности накачки можно наблюдать визуально
на экране.

Страницы