Nature.com ಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿದ್ದಕ್ಕಾಗಿ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ನೀವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಬ್ರೌಸರ್ ಆವೃತ್ತಿಯು CSS ಗೆ ಸೀಮಿತ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಅನುಭವಕ್ಕಾಗಿ, ನೀವು ನವೀಕರಿಸಿದ ಬ್ರೌಸರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬೇಕೆಂದು ನಾವು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ (ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಎಕ್ಸ್‌ಪ್ಲೋರರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡಿ). ಈ ಮಧ್ಯೆ, ನಿರಂತರ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಶೈಲಿಗಳು ಮತ್ತು ಜಾವಾಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್ ಇಲ್ಲದೆ ಸೈಟ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, 220GHz ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಹೈ-ಪವರ್ ಇಂಟರ್‌ಲೀವ್ಡ್ ಡಬಲ್-ಬ್ಲೇಡ್ ಟ್ರಾವೆಲಿಂಗ್ ವೇವ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಗಿದೆ.ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಪ್ಲಾನರ್ ಡಬಲ್-ಬೀಮ್ ಸ್ಟಾಗರ್ಡ್ ಡಬಲ್-ಬ್ಲೇಡ್ ಸ್ಲೋ-ವೇವ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ.ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಆಪರೇಷನ್ ಸ್ಕೀಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸಿಂಗಲ್-ಮೋಡ್‌ಗಿಂತ ಸುಮಾರು ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು.ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್‌ನ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಮತ್ತು ಟ್ರಾವೆಲಿಂಗ್ ವೇವ್ ಟ್ಯೂಬ್‌ನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್-ಆಕಾರದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಡ್ರೈವಿಂಗ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 20~21 kV, ಮತ್ತು ಕರೆಂಟ್ 2 × 80 mA. ಗುರಿಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿ.ಡಬಲ್ ಬೀಮ್ ಗನ್‌ನಲ್ಲಿ ಮಾಸ್ಕ್ ಭಾಗ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ಎರಡು ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಕೇಂದ್ರಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ 7 ರ ಸಂಕೋಚನ ಅನುಪಾತದೊಂದಿಗೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಬಹುದು, ಫೋಕಸಿಂಗ್ ದೂರವು ಸುಮಾರು 0.18mm ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ.ಏಕರೂಪದ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಫೋಕಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಸಹ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲಾಗಿದೆ.ಪ್ಲಾನರ್ ಡಬಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸರಣ ದೂರವು 45 ಮಿಮೀ ತಲುಪಬಹುದು ಮತ್ತು ಫೋಕಸಿಂಗ್ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು 0.6 T ಆಗಿದೆ, ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳಲು ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆ (HFS). ನಂತರ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಪಯುಕ್ತತೆ ಮತ್ತು ನಿಧಾನ-ತರಂಗ ರಚನೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು, ಸಂಪೂರ್ಣ HFS ನಲ್ಲಿ ಕಣ ಕೋಶ (PIC) ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಸಹ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕಿರಣ-ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು 220 GHz ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 310 W ನ ಗರಿಷ್ಠ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ಕಿರಣದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 20.6 kV, ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹವು 2 × 80 mA, ಲಾಭ 38 dB, ಮತ್ತು 3-dB ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸುಮಾರು 70 GHz ನಲ್ಲಿ 35 dB ಮೀರುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, HFS ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ-ನಿಖರ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಒಪ್ಪಂದದಲ್ಲಿವೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಯೋಜನೆಯು ಭವಿಷ್ಯದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿಯ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್-ಬ್ಯಾಂಡ್ ವಿಕಿರಣ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ನಿರ್ವಾತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನವಾಗಿ, ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ಕೊಳವೆ (TWT) ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ರಾಡಾರ್, ಉಪಗ್ರಹ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಪರಿಶೋಧನೆಯಂತಹ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಭರಿಸಲಾಗದ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಆವರ್ತನವು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕಪಲ್ಡ್-ಕ್ಯಾವಿಟಿ TWT ಮತ್ತು ಹೆಲಿಕಲ್ TWT ​​ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್, ಕಿರಿದಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಕಷ್ಟಕರವಾದ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದಾಗಿ ಜನರ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, THz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಮಗ್ರವಾಗಿ ಹೇಗೆ ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಎಂಬುದು ಅನೇಕ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಬಹಳ ಕಳವಳಕಾರಿ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಸ್ಟ್ಯಾಗರ್ಡ್ ಡ್ಯುಯಲ್-ಬ್ಲೇಡ್ (SDV) ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಮಡಿಸಿದ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ (FW) ರಚನೆಗಳಂತಹ ನವೀನ ನಿಧಾನ-ತರಂಗ ರಚನೆಗಳು (SWS ಗಳು), ಅವುಗಳ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸಮತಲ ರಚನೆಗಳಿಂದಾಗಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಭರವಸೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನವೀನ SDV-SWS ಗಳಿಂದಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕ ಗಮನವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ. ಈ ರಚನೆಯನ್ನು 20084 ರಲ್ಲಿ UC-ಡೇವಿಸ್ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ನಿಯಂತ್ರಣ (CNC) ಮತ್ತು UV-LIGA, ಆಲ್-ಮೆಟಲ್‌ನಂತಹ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನ್ಯಾನೊ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಗಳಿಂದ ಸಮತಲ ರಚನೆಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ರಚನೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಮತ್ತು ಗೇನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ಉಷ್ಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ತರಹದ ರಚನೆಯು ವಿಶಾಲವಾದ ಕೆಲಸದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಸಹ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, UC ಡೇವಿಸ್ 2017 ರಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ SDV-TWT G-band5 ನಲ್ಲಿ 100 W ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 14 GHz ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಇನ್ನೂ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನ ಸಂಬಂಧಿತ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.UC-ಡೇವಿಸ್‌ನ G-band SDV-TWT ಗಾಗಿ, ಶೀಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.ಈ ಯೋಜನೆಯು ಕಿರಣದ ಪ್ರಸ್ತುತ-ಸಾಗಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದಾದರೂ, ಶೀಟ್ ಬೀಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ (EOS) ನ ಅಸ್ಥಿರತೆಯಿಂದಾಗಿ ದೀರ್ಘ ಪ್ರಸರಣ ದೂರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಓವರ್-ಮೋಡ್ ಬೀಮ್ ಸುರಂಗವಿದೆ, ಇದು ಕಿರಣವು ಸ್ವಯಂ-ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. – ಪ್ರಚೋದನೆ ಮತ್ತು ಆಂದೋಲನ 6,7. ಹೆಚ್ಚಿನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್, ವಿಶಾಲ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು THz TWT ಯ ಉತ್ತಮ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು, ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಡ್ಯುಯಲ್-ಬೀಮ್ SDV-SWS ಅನ್ನು ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಂದರೆ, ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಈ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣಗಳ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲಂಬ ಗಾತ್ರದ ನಿರ್ಬಂಧಗಳಿಂದಾಗಿ ಸಿಂಗಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಬೀಮ್ ರೇಡಿಯೋಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬೇಕು, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ವಿತರಿಸಿದ ಮಲ್ಟಿಬೀಮ್ EOS ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದೆ, ಇದು SWS ನ ಪಾರ್ಶ್ವ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸ್ವತಂತ್ರ ಕಿರಣದ ಸುರಂಗ ಮಾರ್ಗದಿಂದಾಗಿ, ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ವಿತರಿಸಿದ ಮಲ್ಟಿ-ಬೀಮ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒಟ್ಟು ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಕಿರಣಕ್ಕೆ ಸಣ್ಣ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಇದು ಶೀಟ್-ಬೀಮ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಓವರ್‌ಮೋಡ್ ಕಿರಣದ ಸುರಂಗ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ಕೊಳವೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಹಿಂದಿನ ಕೆಲಸದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ8,9, ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಬೀಮ್ EOS ಅನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ G-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಿರಣದ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸರಣ ದೂರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಪ್ರಬಂಧದ ರಚನೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ನಿಯತಾಂಕಗಳೊಂದಿಗೆ SWS ಕೋಶ ವಿನ್ಯಾಸ, ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಂತರ, ಯೂನಿಟ್ ಕೋಶದ ರಚನೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣ EOS ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಈ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. EOS ನ ಉಪಯುಕ್ತತೆ ಮತ್ತು SDV-TWT ಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಅಂತರ್ಜೀವಕೋಶದ ಕಣ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸಹ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಸಂಪೂರ್ಣ HFS ನ ಸರಿಯಾದತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಪತ್ರಿಕೆಯು ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಮತ್ತು ಶೀತ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಸಾರಾಂಶವನ್ನು ಮಾಡಿ.
TWT ಯ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿ, ನಿಧಾನ-ತರಂಗ ರಚನೆಯ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವೇಗವು SWS ನ ಹಂತದ ವೇಗಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆಯೇ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಕಿರಣ-ತರಂಗ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ.ಇಡೀ TWT ಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಸುಧಾರಿತ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ.ಯೂನಿಟ್ ಕೋಶದ ರಚನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.ಶೀಟ್ ಕಿರಣದ ಅಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಏಕ ಪೆನ್ ಕಿರಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಮಿತಿಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಲು ರಚನೆಯು ಡಬಲ್ ಪೆನ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಕೆಲಸದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, SWS ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಡ್ಯುಯಲ್ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ.SDV ರಚನೆಯ ಸಮ್ಮಿತಿಯಿಂದಾಗಿ, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಪ್ರಸರಣ ಸಮೀಕರಣದ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಬೆಸ ಮತ್ತು ಸಮ ವಿಧಾನಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು.ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಮೂಲಭೂತ ಬೆಸ ಮೋಡ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಮೂಲಭೂತ ಸಮ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಕಿರಣದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸೇಶನ್ ಅನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕೆಲಸದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಇಡೀ ಟ್ಯೂಬ್ ಅನ್ನು 20 kV ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು 2 × 80 mA ಡಬಲ್ ಬೀಮ್ ಕರೆಂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. SDV-SWS ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಹತ್ತಿರ ಹೊಂದಿಸಲು, ನಾವು p ಅವಧಿಯ ಉದ್ದವನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬೇಕಾಗಿದೆ. ಕಿರಣದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಅವಧಿಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸಮೀಕರಣ (1)10 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ:
220 GHz ನ ಕೇಂದ್ರ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು 2.5π ಗೆ ಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, p ಅವಧಿಯನ್ನು 0.46 mm ಎಂದು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಚಿತ್ರ 2a SWS ಯುನಿಟ್ ಕೋಶದ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. 20 kV ಬೀಮ್‌ಲೈನ್ ಬೈಮೋಡಲ್ ಕರ್ವ್‌ಗೆ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗಳು 210–265.3 GHz (ಬೆಸ ಮೋಡ್) ಮತ್ತು 265.4–280 GHz (ಸಮ ಮೋಡ್) ಶ್ರೇಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 70 GHz ಅನ್ನು ತಲುಪಬಹುದು. ಚಿತ್ರ 2b ಸರಾಸರಿ ಜೋಡಣೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು 210 ರಿಂದ 290 GHz ವರೆಗಿನ 0.6 Ω ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಸಂವಹನಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
(ಎ) 20 ಕೆವಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಬೀಮ್‌ಲೈನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ SDV-SWS ನ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. (ಬಿ) SDV ನಿಧಾನ-ತರಂಗ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧ.
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬೆಸ ಮತ್ತು ಸಮ ಮೋಡ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯ, ಮತ್ತು ನಾವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಈ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಸ್ಟಾಪ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತೇವೆ, ಚಿತ್ರ 2a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಈ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಬಳಿ TWT ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದರೆ, ಬಲವಾದ ಕಿರಣದ ಜೋಡಣೆಯ ಶಕ್ತಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು, ಇದು ಅನಗತ್ಯ ಆಂದೋಲನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ನಾವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಟಾಪ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಬಳಿ TWT ಬಳಸುವುದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತೇವೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ನಿಧಾನ-ತರಂಗ ರಚನೆಯ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವು ಕೇವಲ 0.1 GHz ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು.ಈ ಸಣ್ಣ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವು ಆಂದೋಲನಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆಯೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ.ಆದ್ದರಿಂದ, ಅನಗತ್ಯ ಆಂದೋಲನಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದೇ ಎಂದು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸ್ಟಾಪ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸುತ್ತಲಿನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನ PIC ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸಂಪೂರ್ಣ HFS ನ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಬ್ರಾಗ್ ಪ್ರತಿಫಲಕಗಳಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ SDV-SWS ನ ಎರಡು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಪ್ರತಿಫಲಕದ ಕಾರ್ಯವೆಂದರೆ ಎರಡು ಹಂತಗಳ ನಡುವಿನ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವುದು, ಮೇಲಿನ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ಬ್ಲೇಡ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈ-ಆರ್ಡರ್ ಮೋಡ್‌ಗಳಂತಹ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸದ ಮೋಡ್‌ಗಳ ಆಂದೋಲನ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಫಲನವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸುವುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಂಪೂರ್ಣ ಟ್ಯೂಬ್‌ನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕಾಗಿ, SWS ಅನ್ನು WR-4 ಪ್ರಮಾಣಿತ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ರೇಖೀಯ ಮೊನಚಾದ ಸಂಯೋಜಕವನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಹಂತದ ರಚನೆಯ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು 3D ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಮಯ ಡೊಮೇನ್ ಪರಿಹಾರಕದಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನ ನಿಜವಾದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ನಿರ್ವಾತ ಹೊದಿಕೆಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ತಾಮ್ರಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಾಹಕತೆಯನ್ನು 2.25×107 S/m12 ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಲೀನಿಯರ್ ಟ್ಯಾಪರ್ಡ್ ಕಪ್ಲರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಇಲ್ಲದೆಯೇ HFS ಗಾಗಿ ಪ್ರಸರಣ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 4 ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕಪ್ಲರ್ ಸಂಪೂರ್ಣ HFS ನ ಪ್ರಸರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. 207~280 GHz ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಡೀ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ರಿಟರ್ನ್ ನಷ್ಟ (S11 <− 10 dB) ಮತ್ತು ಅಳವಡಿಕೆ ನಷ್ಟ (S21 > − 5 dB) HFS ಉತ್ತಮ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ನಿರ್ವಾತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜಾಗಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ ನೇರವಾಗಿ ಸಾಧನವು ಸಾಕಷ್ಟು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಭಾಗ II ರಲ್ಲಿ HFS ನ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟರೆ, ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಡ್ಯುಯಲ್-ಬೀಮ್ EOS ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿ, W-band8,9 ರಲ್ಲಿನ ಹಿಂದಿನ ಕೆಲಸದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ ಅನ್ನು ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಮಾಸ್ಕ್ ಭಾಗ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ.ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ SWS ನ ವಿನ್ಯಾಸ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಪ್ರಕಾರ. ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. 2, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Ua ಅನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ 20 kV ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ, ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ಪ್ರವಾಹಗಳು I ಎರಡೂ 80 mA, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ಕಿರಣದ ವ್ಯಾಸ dw 0.13 mm ಆಗಿದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದೆಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಸಂಕೋಚನ ಅನುಪಾತವನ್ನು 7 ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 603 A/cm2 ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 86 A/cm2 ಆಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಇದನ್ನು ಹೊಸ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ವಿನ್ಯಾಸ ಸಿದ್ಧಾಂತ 14, 15, 16, 17 ರ ಪ್ರಕಾರ, ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಪಿಯರ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ ಅನ್ನು ಅನನ್ಯವಾಗಿ ಗುರುತಿಸಬಹುದು.
ಚಿತ್ರ 5 ಕ್ರಮವಾಗಿ ಗನ್‌ನ ಸಮತಲ ಮತ್ತು ಲಂಬವಾದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. x-ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್‌ನ ಪ್ರೊಫೈಲ್ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಹಾಳೆಯಂತಹ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್‌ನಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು, ಆದರೆ y-ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಮುಖವಾಡದಿಂದ ಭಾಗಶಃ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗಳ ಸ್ಥಾನಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ x = – 0.155 mm, y = 0 mm ಮತ್ತು x = 0.155 mm, y = 0 mm ನಲ್ಲಿವೆ. ಸಂಕೋಚನ ಅನುಪಾತ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಗಾತ್ರದ ವಿನ್ಯಾಸದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಎರಡು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಆಯಾಮಗಳನ್ನು 0.91 mm × 0.13 mm ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವು x-ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ತನ್ನದೇ ಆದ ಕೇಂದ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ಸಮ್ಮಿತೀಯವಾಗಿಸಲು, ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್‌ಗೆ ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು −20 kV ಗೆ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್‌ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು 0 V ಗೆ ಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಚಿತ್ರ 6 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಡ್ಯುಯಲ್ ಬೀಮ್ ಗನ್‌ನ ಪಥ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ನಾವು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಹೊರಸೂಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು y-ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಸಂಕುಚಿತತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವು ತನ್ನದೇ ಆದ ಸಮ್ಮಿತಿಯ ಕೇಂದ್ರದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ x-ದಿಕ್ಕಿನ ಕಡೆಗೆ ಒಮ್ಮುಖವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಸಮಾನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 7 x ಮತ್ತು y ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳು x-ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಪ್ರಕ್ಷೇಪಣ ಅಂತರವು y-ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ದೂರಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. x ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಎಸೆಯುವ ಅಂತರವು ಸುಮಾರು 4mm, ಮತ್ತು y ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಎಸೆಯುವ ಅಂತರವು 7mm ಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿಜವಾದ ಎಸೆಯುವ ಅಂತರವನ್ನು 4 ಮತ್ತು 7mm ನಡುವೆ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬೇಕು. ಚಿತ್ರ 8 ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ 4.6 mm ನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗದ ಆಕಾರವು ಪ್ರಮಾಣಿತ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ನೋಡಬಹುದು. ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ 0.31 mm ಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ತ್ರಿಜ್ಯವು ಸುಮಾರು 0.13 mm ಆಗಿದೆ, ಇದು ವಿನ್ಯಾಸದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 9 ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹದ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹಗಳು 76mA ಆಗಿರುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು, ಇದು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ 80mA ನೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಒಪ್ಪಂದದಲ್ಲಿದೆ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಏರಿಳಿತವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಈ ಮಾದರಿಯ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. 19.8 ~ 20.6 kV ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಚಿತ್ರ 1 ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 1.10 ಮತ್ತು 11 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ಪ್ರಸ್ತುತ ಲಕೋಟೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಂದ, ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಲಕೋಟೆಯ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹವು 0.74 ರಿಂದ 0.78 A ವರೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಉತ್ತಮ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು.
x- ಮತ್ತು y-ದಿಕ್ಕಿನ ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆಗಳ ಮೇಲೆ ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಏರಿಳಿತಗಳ ಪರಿಣಾಮ.
ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಶಾಶ್ವತ ಕಾಂತೀಯ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿದೆ. ಕಿರಣದ ಚಾನಲ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆಯಿಂದಾಗಿ, ಇದು ಅಕ್ಷೀಯ ಸಮ್ಮಿತೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣಗಳ ದೀರ್ಘ-ದೂರ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಫೋಕಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವಿನ್ಯಾಸ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣದ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸರಣ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ 18,19, ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಸಮೀಕರಣ (2) ಮೂಲಕ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ಪಾರ್ಶ್ವವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲಾದ ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲು ನಾವು ಈ ಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಸಹ ಬಳಸುತ್ತೇವೆ. ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ ಜೊತೆಗೆ, ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೌಲ್ಯವು ಸುಮಾರು 4000 Gs ಆಗಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖ 20 ರ ಪ್ರಕಾರ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಮೌಲ್ಯದ 1.5-2 ಪಟ್ಟು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 12 ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಕ್ಷೇತ್ರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ನೀಲಿ ಭಾಗವು ಅಕ್ಷೀಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಶ್ವತ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಆಗಿದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಆಯ್ಕೆ NdFeB ಅಥವಾ FeCoNi ಆಗಿದೆ. ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಸಲಾದ ರಿಮ್ಯಾನೆನ್ಸ್ Br 1.3 T ಮತ್ತು ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯು 1.05 ಆಗಿದೆ. ಇಡೀ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಸ್ಥಿರ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ನ ಉದ್ದವನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ 70 mm ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, x ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ನ ಗಾತ್ರವು ಕಿರಣದ ಚಾನಲ್‌ನಲ್ಲಿನ ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಏಕರೂಪವಾಗಿದೆಯೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು x ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಗಾತ್ರವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರಬಾರದು ಎಂದು ಬಯಸುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಇಡೀ ಟ್ಯೂಬ್‌ನ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ತೂಕವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ನ ಗಾತ್ರವು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರಬಾರದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ 150 mm × 150 mm × 70 mm ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಸಂಪೂರ್ಣ ನಿಧಾನ-ತರಂಗ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಫೋಕಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಬಹುದೆಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು 20mm ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ.
2015 ರಲ್ಲಿ, ಪೂರ್ಣ ಚಂದ್ರ ಪಾಂಡ21 ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕೇಂದ್ರೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಮೆಟ್ಟಿಲು ರಂಧ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಂಬ ತುಂಡನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು, ಇದು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಗೆ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಸೋರಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಮತ್ತು ಕಂಬದ ತುಂಡಿನ ರಂಧ್ರದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ನಾವು ಫೋಕಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಂಬದ ತುಂಡಿಗೆ ಮೆಟ್ಟಿಲು ರಚನೆಯನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಕಂಬದ ತುಂಡಿನ ದಪ್ಪವನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ 1.5 ಮಿಮೀಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮೂರು ಹಂತಗಳ ಎತ್ತರ ಮತ್ತು ಅಗಲ 0.5 ಮಿಮೀ, ಮತ್ತು ಕಂಬದ ತುಂಡಿನ ರಂಧ್ರಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು 2 ಮಿಮೀ, ಚಿತ್ರ 13 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ.
ಚಿತ್ರ 14a ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ಮಧ್ಯರೇಖೆಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಅಕ್ಷೀಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಲಗಳು ಸಮಾನವಾಗಿರುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು.ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೌಲ್ಯವು ಸುಮಾರು 6000 Gs ಆಗಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕಿಂತ 1.5 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಬಹುತೇಕ 0 ಆಗಿದ್ದು, ಧ್ರುವ ತುಣುಕು ಕಾಂತೀಯ ಹರಿವಿನ ಸೋರಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟುವಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.ಚಿತ್ರ 14b ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ಮೇಲಿನ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿರುವ z ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ By. ಧ್ರುವ ತುಂಡು ರಂಧ್ರದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು 200 Gs ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು, ಆದರೆ ನಿಧಾನ-ತರಂಗ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನಲ್ಲಿ, ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಬಹುತೇಕ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಮೇಲೆ ಅಡ್ಡ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಭಾವವು ಅತ್ಯಲ್ಪವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸುತ್ತದೆ.ಧ್ರುವ ತುಣುಕುಗಳ ಕಾಂತೀಯ ಶುದ್ಧತ್ವವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು, ಧ್ರುವ ತುಣುಕುಗಳೊಳಗಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.ಚಿತ್ರ 14c ಧ್ರುವ ತುಂಡಿನೊಳಗಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲದ ಮೌಲ್ಯವು 1.2T ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಧ್ರುವ ತುಂಡಿನ ಕಾಂತೀಯ ಶುದ್ಧತ್ವವು ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
Br = 1.3 T ಗೆ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಲ ವಿತರಣೆ.(a) ಅಕ್ಷೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆ.(b) z ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಟರಲ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆ By.(c) ಧ್ರುವ ತುಂಡಿನೊಳಗಿನ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೌಲ್ಯ.
CST PS ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಡ್ಯುಯಲ್ ಬೀಮ್ ಗನ್ ಮತ್ತು ಫೋಕಸಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಅಕ್ಷೀಯ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖ 9 ಮತ್ತು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಆನೋಡ್ ತುಣುಕು ಧ್ರುವ ತುಂಡನ್ನು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್‌ನಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿ ಅತಿಕ್ರಮಿಸುವ ಸ್ಥಳವು ಸೂಕ್ತ ಸ್ಥಳವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ರೀಮ್ಯಾನೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು 1.3T ಗೆ ಹೊಂದಿಸಿದರೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಪ್ರಸರಣವು 99% ತಲುಪಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ರೀಮ್ಯಾನೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು 1.4 T ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಫೋಕಸಿಂಗ್ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು 6500 Gs ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. xoz ಮತ್ತು yoz ಪ್ಲೇನ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಕಿರಣದ ಪಥಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 15 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕಿರಣವು ಉತ್ತಮ ಪ್ರಸರಣ, ಸಣ್ಣ ಏರಿಳಿತ ಮತ್ತು 45mm ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸರಣ ದೂರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು.
Br = 1.4 T.(a) xoz ಸಮತಲ.(b) yoz ವಿಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಡಬಲ್ ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣಗಳ ಪಥಗಳು.
ಚಿತ್ರ 16 ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ವಿವಿಧ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ವಿಭಾಗದ ಆಕಾರವು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ವಿಭಾಗದ ವ್ಯಾಸವು ಹೆಚ್ಚು ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಚಿತ್ರ 17 ಕ್ರಮವಾಗಿ x ಮತ್ತು y ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಲಕೋಟೆಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡೂ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಏರಿಳಿತವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಚಿತ್ರ 18 ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹದ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಪ್ರವಾಹವು ಸುಮಾರು 2 × 80 mA ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನಿಂದ ವಿಭಿನ್ನ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗ (ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದಿಗೆ).
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ ದೋಷಗಳು, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಏರಿಳಿತಗಳು ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಂತಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ನಿಜವಾದ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಲ್ಲಿ ಆನೋಡ್ ತುಂಡು ಮತ್ತು ಧ್ರುವ ತುಂಡಿನ ನಡುವೆ ಅಂತರವಿರುವುದರಿಂದ, ಈ ಅಂತರವನ್ನು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಅಂತರ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು 0.2 ಮಿಮೀಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 19a ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು y ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶವು ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹವು ಅಷ್ಟೇನೂ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಜೋಡಣೆ ದೋಷಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಲ್ಲ. ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಏರಿಳಿತಕ್ಕಾಗಿ, ದೋಷ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ± 0.5 kV ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 19b ಹೋಲಿಕೆ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಲಾವಣೆಯು ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ದೋಷ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು -0.02 ರಿಂದ +0.03 T ವರೆಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೋಲಿಕೆ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 20 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆಯು ಅಷ್ಟೇನೂ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು, ಅಂದರೆ ಸಂಪೂರ್ಣ EOS ಕಾಂತೀಯದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಲ್ಲ. ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿ.
ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು. (ಎ) ಜೋಡಣೆ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ 0.2 ಮಿಮೀ. (ಬಿ) ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಏರಿಳಿತವು ± 0.5 ಕೆವಿ.
0.63 ರಿಂದ 0.68 T ವರೆಗಿನ ಅಕ್ಷೀಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಲದ ಏರಿಳಿತಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕೇಂದ್ರೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಹೊದಿಕೆ.
ಈ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಫೋಕಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು HFS ನೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಸಂಶೋಧನೆಗಾಗಿ ಫೋಕಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು HFS ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಚಿತ್ರ 21 HFS ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ಮತ್ತು ಇಲ್ಲದ ಕಿರಣದ ಲಕೋಟೆಗಳ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ HFS ಲೋಡ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಕಿರಣದ ಲಕೋಟೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮೇಲಿನ ವಿನ್ಯಾಸದ ಪ್ರಯಾಣ ತರಂಗ ಟ್ಯೂಬ್ HFS ಗೆ ಫೋಕಸಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.
ವಿಭಾಗ III ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ EOS ನ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಮತ್ತು 220 GHz SDV-TWT ಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು, ಕಿರಣ-ತರಂಗ ಸಂವಹನದ 3D-PIC ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ಮಿತಿಗಳಿಂದಾಗಿ, ನಾವು ಸಂಪೂರ್ಣ EOS ಅನ್ನು HFS ಗೆ ಸೇರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್ ಅನ್ನು 0.13mm ವ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 0.31mm ಎರಡು ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಮಾನವಾದ ಹೊರಸೂಸುವ ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಯಿತು, ಮೇಲೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್‌ನಂತೆಯೇ ಅದೇ ನಿಯತಾಂಕಗಳು. EOS ನ ಅಸಂವೇದನಾಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಸ್ಥಿರತೆಯಿಂದಾಗಿ, PIC ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಮತ್ತು ಗೇನ್ ಅನ್ನು 20.6 kV ಚಾಲನಾ ವೋಲ್ಟೇಜ್, 2 × 80 mA (603 A/cm2) ನ ಕಿರಣದ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು 0.05 W ನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್‌ನಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪಡೆಯಲು, ಚಕ್ರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಸಹ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 22a ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಎರಡು ಹಂತಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ 42 + 48 ಚಕ್ರಗಳಾಗಿದ್ದಾಗ ಉತ್ತಮ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. 0.05 W ಇನ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು 38 dB ಗಳಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ 314 W ಗೆ ವರ್ಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಟ್ ಫೋರಿಯರ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮ್ (FFT) ನಿಂದ ಪಡೆದ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಶುದ್ಧವಾಗಿದ್ದು, 220 GHz ನಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಮಟ್ಟವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವ SWS ನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಶಕ್ತಿಯ ಅಕ್ಷೀಯ ಸ್ಥಾನ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 22b ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶವು SDV-SWS ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು RF ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಆ ಮೂಲಕ ಸಿಗ್ನಲ್ ವರ್ಧನೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
220 GHz ನಲ್ಲಿ SDV-SWS ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್.(a) ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್.(b) SWS ಇನ್ಸೆಟ್‌ನ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದೊಂದಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಶಕ್ತಿ ವಿತರಣೆ.
ಚಿತ್ರ 23 ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಡ್ಯುಯಲ್-ಬೀಮ್ SDV-TWT ಯ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಲಾಭವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. 200 ರಿಂದ 275 GHz ವರೆಗಿನ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಪ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು. ಈ ಫಲಿತಾಂಶವು 3-dB ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ 205 ರಿಂದ 275 GHz ಅನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು.
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಚಿತ್ರ 2a ಪ್ರಕಾರ, ಬೆಸ ಮತ್ತು ಸಮ ವಿಧಾನಗಳ ನಡುವೆ ಸ್ಟಾಪ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಇದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ, ಇದು ಅನಗತ್ಯ ಆಂದೋಲನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿಲ್ದಾಣಗಳ ಸುತ್ತ ಕೆಲಸದ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 24a-c ಕ್ರಮವಾಗಿ 265.3 GHz, 265.35 GHz ಮತ್ತು 265.4 GHz ನಲ್ಲಿ 20 ns ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಾಗಿವೆ. ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕೆಲವು ಏರಿಳಿತಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಚಿತ್ರ 24 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ವರ್ಣಪಟಲವು ಶುದ್ಧವಾಗಿದೆ. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸ್ಟಾಪ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಬಳಿ ಯಾವುದೇ ಸ್ವಯಂ ಆಂದೋಲನವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.
ಸಂಪೂರ್ಣ HFS ನ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಮಾಪನ ಅಗತ್ಯ. ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿ, HFS ಅನ್ನು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ನಿಯಂತ್ರಣ (CNC) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು 0.1 ಮಿಮೀ ಉಪಕರಣದ ವ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 10 μm ಯಂತ್ರದ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ರಚನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕ-ಮುಕ್ತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆ (OFHC) ತಾಮ್ರದಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 25a ತಯಾರಿಸಿದ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ರಚನೆಯು 66.00 ಮಿಮೀ ಉದ್ದ, 20.00 ಮಿಮೀ ಅಗಲ ಮತ್ತು 8.66 ಮಿಮೀ ಎತ್ತರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ರಚನೆಯ ಸುತ್ತಲೂ ಎಂಟು ಪಿನ್ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 25b ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (SEM) ಅನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ರಚನೆಯ ಬ್ಲೇಡ್‌ಗಳನ್ನು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ನಿಖರವಾದ ಅಳತೆಯ ನಂತರ, ಒಟ್ಟಾರೆ ಯಂತ್ರ ದೋಷವು 5% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವು ಸುಮಾರು 0.4μm ಆಗಿದೆ. ಯಂತ್ರ ರಚನೆಯು ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 26 ನಿಜವಾದ ಪರೀಕ್ಷಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಚಿತ್ರ 26a ನಲ್ಲಿರುವ ಪೋರ್ಟ್ 1 ಮತ್ತು ಪೋರ್ಟ್ 2 ಕ್ರಮವಾಗಿ HFS ನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪೋರ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿನ ಪೋರ್ಟ್ 1 ಮತ್ತು ಪೋರ್ಟ್ 4 ಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.S11 ನ ನಿಜವಾದ ಮಾಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಉತ್ತಮವಾಗಿವೆ.ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, S21 ನ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸ್ವಲ್ಪ ಕೆಟ್ಟದಾಗಿದೆ.ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಸಲಾದ ವಸ್ತು ವಾಹಕತೆ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಜವಾದ ಯಂತ್ರದ ನಂತರ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ ಕಳಪೆಯಾಗಿರಬಹುದು.ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಒಪ್ಪಂದದಲ್ಲಿವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ 70 GHz ನ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ SDV-TWT ಯ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾದತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿಜವಾದ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ, ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಡ್ಯುಯಲ್-ಬೀಮ್ SDV-TWT ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ನಂತರದ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಮತ್ತು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು.
ಈ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ, 220 GHz ಡ್ಯುಯಲ್-ಬೀಮ್ SDV-TWT ಪ್ಲಾನರ್ ವಿತರಣೆಯ ವಿವರವಾದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಡ್ಯುಯಲ್-ಮೋಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮತ್ತು ಡ್ಯುಯಲ್-ಬೀಮ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ HFS ನ ಸರಿಯಾದತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಮತ್ತು ಕೋಲ್ಡ್ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಸಹ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಜವಾದ ಮಾಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಒಪ್ಪಂದದಲ್ಲಿವೆ. ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಎರಡು-ಬೀಮ್ EOS ಗಾಗಿ, ಎರಡು-ಪೆನ್ಸಿಲ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಮಾಸ್ಕ್ ವಿಭಾಗ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಏಕರೂಪದ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ತಮ ಆಕಾರದೊಂದಿಗೆ ದೀರ್ಘ ದೂರದವರೆಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ರವಾನಿಸಬಹುದು. ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ, EOS ನ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ TWT ಯ ಉಷ್ಣ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಸಹ ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಈ SDV-TWT ವಿನ್ಯಾಸ ಯೋಜನೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಪ್ರಬುದ್ಧ ಪ್ಲೇನ್ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಸೂಚಕಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಜೋಡಣೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ಪ್ಲಾನರ್ ರಚನೆಯು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಾತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ ಎಂದು ನಂಬುತ್ತದೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಚ್ಚಾ ದತ್ತಾಂಶ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಈ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಮಂಜಸವಾದ ವಿನಂತಿಯ ಮೇರೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿತ ಲೇಖಕರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಬಂಧಿತ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.
ಗ್ಯಾಮ್ಜಿನಾ, ಡಿ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಸಬ್-ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವ್ಯಾಕ್ಯೂಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಸಿಎನ್‌ಸಿ ಯಂತ್ರ. ಐಇಇಇ ಟ್ರಾನ್ಸ್. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು. 63, 4067–4073 (2016).
ಮಲೆಕಾಬಾದಿ, ಎ. ಮತ್ತು ಪಾವೊಲೋನಿ, ಸಿ. ಬಹುಪದರದ SU-8 ಫೋಟೊರೆಸಿಸ್ಟ್ ಬಳಸಿ ಸಬ್-ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳ UV-LIGA ಮೈಕ್ರೋಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್.ಜೆ. ಮೈಕ್ರೋಮೆಕಾನಿಕ್ಸ್.ಮೈಕ್ರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
ಧಿಲ್ಲೋನ್, ಎಸ್ಎಸ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. 2017 THz ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮಾರ್ಗಸೂಚಿ. ಜೆ. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ. ಡಿ ಅನ್ವಯಿಸಲು. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ. 50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
ಶಿನ್, ವೈಎಂ, ಬಾರ್ನೆಟ್, ಎಲ್ಆರ್ & ಲುಹ್ಮನ್, ಎನ್ಸಿ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸ್ಟೇಗರ್ಡ್ ಡಬಲ್-ಗ್ರೇಟಿಂಗ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ಸ್ ಮೂಲಕ ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ತರಂಗ ಪ್ರಸರಣದ ಬಲವಾದ ಬಂಧನ. ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್.ಫಿಸಿಕ್ಸ್.ರೈಟ್.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041646 (2008).
ಬೇಗ್, ಎ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ನ್ಯಾನೋ ಸಿಎನ್‌ಸಿ ಯಂತ್ರದ 220-GHz ಟ್ರಾವೆಲಿಂಗ್ ವೇವ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ. ಐಇಇಇ ಟ್ರಾನ್ಸ್. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು. 64, 590–592 (2017).
ಹ್ಯಾನ್, ವೈ. & ರುವಾನ್, ಸಿಜೆ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಕೋಲ್ಡ್ ಫ್ಲೂಯಿಡ್ ಮಾದರಿ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅನಂತ ಅಗಲವಾದ ಹಾಳೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣಗಳ ಡಯೋಕೋಟ್ರಾನ್ ಅಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಚಿನ್ ಫಿಸ್ ಬಿ. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/104101 (2011).
ಮಲ್ಟಿಬೀಮ್ ಕ್ಲೈಸ್ಟ್ರಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ವಿನ್ಯಾಸದಿಂದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಅವಕಾಶದ ಕುರಿತು ಗಾಲ್ಡೆಟ್ಸ್ಕಿ, ಎವಿ. 12 ನೇ ಐಇಇಇ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ನಿರ್ವಾತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸಮ್ಮೇಳನದಲ್ಲಿ, ಬೆಂಗಳೂರು, ಭಾರತ, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.2011.5747003 (2011).
ನ್ಗುಯೆನ್, ಸಿಜೆ ಮತ್ತು ಇತರರು. W-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸ್ಟಾಗರ್ಡ್ ಡಬಲ್-ಬ್ಲೇಡ್ ಟ್ರಾವೆಲಿಂಗ್ ವೇವ್ ಟ್ಯೂಬ್[J] ನಲ್ಲಿ ಕಿರಿದಾದ ಕಿರಣವನ್ನು ವಿಭಜಿಸುವ ಸಮತಲ ವಿತರಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಮೂರು-ಕಿರಣದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗನ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ. ವಿಜ್ಞಾನ. ಪ್ರತಿನಿಧಿ. 11, 940. https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
ವಾಂಗ್, ಪಿಪಿ, ಸು, ವೈವೈ, ಜಾಂಗ್, ಝಡ್., ವಾಂಗ್, ಡಬ್ಲ್ಯೂಬಿ & ರುವಾನ್, ಸಿಜೆ ಪ್ಲಾನರ್ W-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಫಂಡಮೆಂಟಲ್ ಮೋಡ್ TWT.IEEE ಟ್ರಾನ್ಸ್.ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಕಿರಿದಾದ ಕಿರಣದ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಮೂರು-ಕಿರಣದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿತರಿಸಿದರು.68, 5215–5219 (2021).
ಝಾನ್, ಎಂ. ಮಿಲಿಮೀಟರ್-ವೇವ್ ಶೀಟ್ ಬೀಮ್ಸ್ 20-22 ಹೊಂದಿರುವ ಇಂಟರ್‌ಲೀವ್ಡ್ ಡಬಲ್-ಬ್ಲೇಡ್ ಟ್ರಾವೆಲಿಂಗ್ ವೇವ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧನೆ (ಪಿಎಚ್‌ಡಿ, ಬೀಹಾಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, 2018).
ರುವಾನ್, ಸಿಜೆ, ಜಾಂಗ್, ಎಚ್‌ಎಫ್, ಟಾವೊ, ಜೆ. & ಹೀ, ವೈ. ಜಿ-ಬ್ಯಾಂಡ್ ಇಂಟರ್‌ಲೀವ್ಡ್ ಡ್ಯುಯಲ್-ಬ್ಲೇಡ್ ಟ್ರಾವೆಲಿಂಗ್ ವೇವ್ ಟ್ಯೂಬ್‌ನ ಕಿರಣ-ತರಂಗ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಕುರಿತು ಅಧ್ಯಯನ. 2018 ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ಮತ್ತು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳ ಕುರಿತು 43 ನೇ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಮ್ಮೇಳನ, ನಗೋಯಾ. 8510263, https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2018.8510263 (2018).