ຂໍຂອບໃຈສຳລັບການເຂົ້າເບິ່ງ Nature.com. ເວີຊັນຂອງບຣາວເຊີທີ່ທ່ານກຳລັງໃຊ້ຢູ່ມີການຮອງຮັບ CSS. ສໍາລັບປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນລະຫວ່າງນີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະໜັບສະໜູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາຈະສະແດງເວັບໄຊໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບ ແລະ JavaScript.
ໃນເອກະສານສະບັບນີ້, ທໍ່ສົ່ງຄື້ນຄື້ນສອງແຜ່ນທີ່ມີຄວາມໄວສູງ 220GHz ໄດ້ຖືກອອກແບບ ແລະຢືນຢັນ. ທຳອິດ, ໂຄງສ້າງຄື້ນສອງແຜ່ນທີ່ມີຄື້ນຄວາມຖີ່ສອງເທົ່າແບບແຜນຈະສະຫຼັບກັນຖືກສະເໜີ. ໂດຍການນຳໃຊ້ລະບົບການເຮັດວຽກຂອງໂໝດຄູ່, ປະສິດທິພາບການສົ່ງສັນຍານ ແລະແບນວິດແມ່ນເກືອບສອງເທົ່າຂອງພະລັງງານແບບດຽວ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງໃນລະບົບການວາງອອກສູງ. ຂອງທໍ່ຄື້ນການເດີນທາງ, ລະບົບ optical ເອເລັກໂຕຣນິກຮູບຊົງສອງສໍໄດ້ຖືກອອກແບບ, ແຮງດັນຂອງຂັບລົດແມ່ນ 20 ~ 21 kV, ແລະປະຈຸບັນແມ່ນ 2 × 80 mA. ເປົ້າຫມາຍການອອກແບບ. ໂດຍໃຊ້ສ່ວນຫນ້າກາກແລະ electrode ຄວບຄຸມໃນປືນສອງເທົ່າ, ທັງສອງ beam pencil ສາມາດສຸມໃສ່ຕາມສູນກາງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງດ້ວຍອັດຕາສ່ວນການບີບອັດແມ່ນ 7 ມມ, ໄລຍະຫ່າງຂອງຄວາມຫມັ້ນຄົງແມ່ນ 7 ມມ. ລະບົບໂຟກັສສະນະແມ່ເຫຼັກຍັງໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ເໝາະສົມ. ໄລຍະການສົ່ງທີ່ໝັ້ນຄົງຂອງລຳແສງເອເລັກໂຕຣນິກສອງເທົ່າແບບ planar ສາມາດບັນລຸໄດ້ 45 ມມ, ແລະສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ເນັ້ນແມ່ນ 0.6 T, ເຊິ່ງພຽງພໍເພື່ອປົກຄຸມລະບົບຄວາມຖີ່ສູງທັງໝົດ (HFS). ຈາກນັ້ນ, ເພື່ອກວດສອບການນຳໃຊ້ລະບົບແສງເອເລັກໂຕຣນິກ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງໂຄງສ້າງຂອງຄື້ນຊ້າ, ຜົນການຈຳລອງຂອງຈຸລັງທັງໝົດແມ່ນ HFS (PIC). beam-interaction system ສາມາດບັນລຸກໍາລັງຜົນຜະລິດສູງສຸດຂອງເກືອບ 310 W ຢູ່ 220 GHz, ແຮງດັນ beam ທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນ 20.6 kV, beam ໃນປະຈຸບັນແມ່ນ 2 × 80 mA, ໄດ້ຮັບແມ່ນ 38 dB, ແລະແບນວິດ 3-dB ເກີນ 35 dB ປະມານ 70 GHz fabric, preformation ສູງ fabric. HFS, ແລະຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າແບນວິດແລະຄຸນລັກສະນະຂອງສາຍສົ່ງແມ່ນຕົກລົງທີ່ດີກັບຜົນການຈໍາລອງ. ດັ່ງນັ້ນ, ໂຄງການທີ່ສະເຫນີໃນເອກະສານນີ້ຄາດວ່າຈະພັດທະນາແຫຼ່ງຮັງສີ ultra-broadband terahertz-band ທີ່ມີທ່າແຮງສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນອະນາຄົດ.
ໃນຖານະເປັນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກສູນຍາກາດແບບດັ້ງເດີມ, ທໍ່ຄື້ນການເດີນທາງ (TWT) ມີບົດບາດ irreplaceable ໃນຫຼາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນ: radar ຄວາມລະອຽດສູງ, ລະບົບການສື່ສານດາວທຽມ, ແລະການສໍາຫລວດອາວະກາດ1,2,3.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານເຂົ້າໄປໃນແຖບ terahertz, TWT ທໍ່ແບບປະສົມປະສານແບບດັ້ງເດີມແລະ helical TWT ບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງກັບປະຊາຊົນຕ່ໍາ. ແບນວິດ, ແລະຂະບວນການຜະລິດທີ່ຍາກ. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງແຖບ THz ຢ່າງສົມບູນໄດ້ກາຍເປັນບັນຫາທີ່ເປັນຫ່ວງຫຼາຍສໍາລັບສະຖາບັນຄົ້ນຄ້ວາວິທະຍາສາດຈໍານວນຫຼາຍ. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ໂຄງສ້າງຄື້ນໃຫມ່ (SWSs), ເຊັ່ນ staggered dual-blade (SDV) ໂຄງສ້າງແລະ folded waveguide (FW) ໂຄງສ້າງນະວະນິຍາຍ (FW) ໂດຍສະເພາະແມ່ນແຜນການ - DVWS ທໍາມະຊາດຂອງເຂົາເຈົ້າ. ໂຄງສ້າງນີ້ໄດ້ຖືກສະເຫນີໂດຍ UC-Davis ໃນປີ 20084. ໂຄງປະກອບການ planar ສາມາດ fabricated ໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໂດຍເຕັກນິກການປະມວນຜົນ micro-nano ເຊັ່ນ: ການຄວບຄຸມຕົວເລກຄອມພິວເຕີ (CNC) ແລະ UV-LIGA, ໂຄງສ້າງຊຸດໂລຫະທັງຫມົດສາມາດສະຫນອງຄວາມອາດສາມາດຄວາມຮ້ອນຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ມີກໍາລັງຜົນຜະລິດທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແລະໂຄງສ້າງຄ້າຍຄື waveguide ຍັງສາມາດໃຫ້ UC ທີ່ກວ້າງກວ່າ, ໄລຍະເວລາທໍາອິດທີ່ເຮັດວຽກຂອງ Davis. 2017 ທີ່ SDV-TWT ສາມາດສ້າງຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງເກີນ 100 W ແລະສັນຍານແບນວິດເກືອບ 14 GHz ໃນ G-band5. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຍັງມີຊ່ອງຫວ່າງທີ່ບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງພະລັງງານສູງແລະແບນວິດກວ້າງໃນແຖບ terahertz. ສໍາລັບແຜ່ນ G-band ຂອງ UC-Davis, Electro-Band SDV ໄດ້ຖືກນໍາມາໃຊ້. ສາມາດປັບປຸງຄວາມອາດສາມາດຂອງ beam ໃນປະຈຸບັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຮັກສາໄລຍະການສົ່ງຕໍ່ຍາວເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ສະຖຽນລະພາບຂອງລະບົບ optical ເອເລັກໂຕຣນິກ beam ແຜ່ນ (EOS), ແລະມີ tunnel beam over-mode, ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ beam ຄວບຄຸມຕົນເອງ. - ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນແລະການສັ່ນສະເທືອນ 6,7. ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງ, ແບນວິດທີ່ກວ້າງຂວາງແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ດີຂອງ THz TWT, dual-beam SDV-SWS ທີ່ມີການດໍາເນີນງານ dual-mode ໄດ້ຖືກສະເຫນີໃນເອກະສານນີ້. ນັ້ນແມ່ນ, ເພື່ອເພີ່ມແບນວິດຂອງການດໍາເນີນງານ, ການດໍາເນີນງານ dual-mode ໄດ້ຖືກສະເຫນີແລະເພີ່ມແຜນການການແຜ່ກະຈາຍຂອງພະລັງງານນີ້. beams pencil ຍັງຖືກນໍາໃຊ້.ວິທະຍຸ pencil beam ດ່ຽວແມ່ນຂ້ອນຂ້າງມີຂະຫນາດນ້ອຍເນື່ອງຈາກຂໍ້ຈໍາກັດຂອງຂະຫນາດຕັ້ງ. ຖ້າຫາກວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນສູງເກີນໄປ, beam ປະຈຸບັນຈະຕ້ອງໄດ້ຫຼຸດລົງ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ພະລັງງານຜົນຜະລິດຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາ. ເພື່ອປັບປຸງ beam ປະຈຸບັນ, planar ແຈກຢາຍ multibeam EOS ໄດ້ປະກົດອອກ, ເຊິ່ງ exploits ຂະຫນາດຂ້າງຄຽງຂອງ beam ກະຈາຍຂອງ SWS, multibeamd ສາມາດເປັນເອກະລາດໄດ້. ພະລັງງານຜົນຜະລິດສູງໂດຍການຮັກສາປະຈຸບັນ beam ທັງຫມົດສູງແລະກະແສໄຟຟ້າຂະຫນາດນ້ອຍຕໍ່ beam, ເຊິ່ງສາມາດຫຼີກເວັ້ນການ overmode beam tunneling ເມື່ອທຽບກັບອຸປະກອນແຜ່ນ-beam. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນເປັນປະໂຫຍດທີ່ຈະຮັກສາຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງທໍ່ຄື້ນການເດີນທາງ. ບົນພື້ນຖານຂອງການເຮັດວຽກທີ່ຜ່ານມາ 8,9, ເອກະສານນີ້ສະເຫນີສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ G-band ເອກະພາບສຸມໃສ່ການສົ່ງ pencil ສອງເທົ່າ beam EOS ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍ, ໄລຍະຫ່າງຂອງປະຕິສໍາພັນໄດ້ດີຂຶ້ນ. ພື້ນທີ່, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງພະລັງງານຜົນຜະລິດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ໂຄງສ້າງຂອງເອກະສານນີ້ແມ່ນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້. ທໍາອິດ, ການອອກແບບຈຸລັງ SWS ທີ່ມີພາລາມິເຕີ, ການວິເຄາະລັກສະນະການກະຈາຍແລະຜົນການຈໍາລອງຄວາມຖີ່ສູງໄດ້ຖືກອະທິບາຍ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ອີງຕາມໂຄງສ້າງຂອງຫ້ອງຫນ່ວຍ, ລະບົບປະຕິສໍາພັນ beam pencil ສອງເທົ່າ EOS ແລະ beam ໄດ້ຖືກອອກແບບໃນເຈ້ຍນີ້. ຜົນການຈໍາລອງອະນຸພາກ Intracellular ຍັງນໍາສະເຫນີເພື່ອກວດສອບການໃຊ້ງານຂອງ SDV-WT ປະຈຸບັນແລະການປະຕິບັດ. fabrication ແລະຜົນການທົດສອບເຢັນເພື່ອກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ HFS ທັງຫມົດ.ສຸດທ້າຍເຮັດໃຫ້ສະຫຼຸບ.
ເປັນຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງ TWT, ຄຸນສົມບັດກະແຈກກະຈາຍຂອງໂຄງສ້າງຄື້ນຊ້າຊີ້ບອກວ່າຄວາມໄວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກກົງກັບຄວາມໄວໄລຍະຂອງ SWS, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການໂຕ້ຕອບຂອງ beam-wave. ເພື່ອປັບປຸງການປະຕິບັດຂອງ TWT ທັງຫມົດ, ໂຄງສ້າງປະຕິສໍາພັນທີ່ປັບປຸງໄດ້ຖືກອອກແບບ. ໂຄງສ້າງຂອງຈຸລັງຂອງຫນ່ວຍງານແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ່ 1 ຈໍາກັດ. beam pen ດຽວ, ໂຄງ ປະ ກອບ ການ adopts beam pen ສອງ ເພື່ອ ປັບ ປຸງ ພະ ລັງ ງານ ຜົນ ຜະ ລິດ ແລະ ຄວາມ ຫມັ້ນ ຄົງ ຂອງ ການ ດໍາ ເນີນ ງານ. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ເພື່ອເພີ່ມແບນວິດການເຮັດວຽກ, ຮູບແບບຄູ່ໄດ້ຖືກສະເຫນີໃຫ້ SWS ດໍາເນີນການ. ເນື່ອງຈາກຄວາມສົມມາດຂອງໂຄງສ້າງ SDV, ການແກ້ໄຂສົມຜົນການກະຈາຍຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າສາມາດແບ່ງອອກເປັນໂຫມດຄີກແລະແມ້ແຕ່ຮູບແບບ. synchronization broadband ຂອງການໂຕ້ຕອບ beam, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງແບນວິດເຮັດວຽກຕື່ມອີກ.
ອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານ, ທໍ່ທັງຫມົດໄດ້ຖືກອອກແບບດ້ວຍແຮງດັນຂັບລົດຂອງ 20 kV ແລະກະແສໄຟຟ້າສອງເທົ່າຂອງ 2 × 80 mA. ເພື່ອໃຫ້ກົງກັບແຮງດັນໄຟຟ້າຢ່າງໃກ້ຊິດເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ກັບແບນວິດປະຕິບັດງານຂອງ SDV-SWS, ພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງຄິດໄລ່ຄວາມຍາວຂອງໄລຍະເວລາ p. ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງແຮງດັນ beam ແລະໄລຍະເວລາສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນສົມຜົນ (1) 10:
ໂດຍການຕັ້ງຄ່າການປ່ຽນໄລຍະເປັນ 2.5π ຢູ່ທີ່ຄວາມຖີ່ສູນກາງຂອງ 220 GHz, ໄລຍະເວລາ p ສາມາດຖືກຄິດໄລ່ເປັນ 0.46 mm. ຮູບ 2a ສະແດງຄຸນສົມບັດການກະຈາຍຂອງເຊລຫນ່ວຍ SWS. The 20 kV beamline ກົງກັບເສັ້ນໂຄ້ງ bimodal ໄດ້ດີຫຼາຍ.ການຈັບຄູ່ແຖບຄວາມຖີ່ສາມາດບັນລຸປະມານ 750 GHz (20 GHz) ໂໝດ 20 GHz (20 GHz). ແລະ 265.4–280 GHz (ແມ້ແຕ່ໂຫມດ) ໄລຍະ. ຮູບ 2b ສະແດງໃຫ້ເຫັນ impedance ຄູ່ປະສົມໂດຍສະເລ່ຍ, ເຊິ່ງສູງກວ່າ 0.6 Ω ຈາກ 210 ຫາ 290 GHz, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການໂຕ້ຕອບທີ່ເຂັ້ມແຂງອາດຈະເກີດຂຶ້ນໃນແບນວິດປະຕິບັດງານ.
(a) ລັກສະນະການກະຈາຍຂອງສອງໂຫມດ SDV-SWS ກັບ beamline ເອເລັກໂຕຣນິກ 20 kV.(b) ການໂຕ້ຕອບຂອງວົງຈອນຄື້ນຊ້າ SDV.
ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະສັງເກດວ່າມີຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງຮູບແບບຄີກແລະຄູ່, ແລະພວກເຮົາມັກຈະຫມາຍເຖິງຊ່ອງຫວ່າງແຖບນີ້ເປັນແຖບຢຸດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2a. ຖ້າ TWT ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃກ້ກັບແຖບຄວາມຖີ່ນີ້, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສາຍເຊືອກຜູກອາດຈະເກີດຂື້ນ, ເຊິ່ງຈະນໍາໄປສູ່ການສັ່ນສະເທືອນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ. ໃນການປະຕິບັດຕົວຈິງ, ພວກເຮົາສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າວົງດົນຕີທີ່ຢູ່ໃກ້ໆ, ພວກເຮົາສາມາດຫລີກລ່ຽງການໃຊ້ TW ໄດ້. ຊ່ອງຫວ່າງຂອງໂຄງສ້າງຄື້ນຊ້ານີ້ແມ່ນພຽງແຕ່ 0.1 GHz. ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະກໍານົດວ່າຊ່ອງຫວ່າງແຖບຂະຫນາດນ້ອຍນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການ oscillations. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການດໍາເນີນງານຂອງແຖບຢຸດຈະຖືກສືບສວນຢູ່ໃນພາກຈໍາລອງ PIC ຕໍ່ໄປນີ້ເພື່ອວິເຄາະວ່າ oscillations ທີ່ບໍ່ຕ້ອງການອາດຈະເກີດຂື້ນ.
ຮູບແບບຂອງ HFS ທັງຫມົດແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3.It ປະກອບດ້ວຍສອງຂັ້ນຕອນຂອງ SDV-SWS, ເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍ Bragg reflectors. ຫນ້າທີ່ຂອງ reflector ແມ່ນເພື່ອຕັດການສົ່ງສັນຍານລະຫວ່າງສອງຂັ້ນຕອນ, ສະກັດກັ້ນ oscillation ແລະການສະທ້ອນຂອງໂຫມດທີ່ບໍ່ເຮັດວຽກເຊັ່ນ: ໂຫມດຄໍາສັ່ງສູງທີ່ສ້າງຂຶ້ນລະຫວ່າງແຜ່ນເທິງແລະຕ່ໍາ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງສາຍທໍ່ພາຍນອກທັງຫມົດປັບປຸງ. coupler ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ SWS ກັບ waveguide ມາດຕະຖານ WR-4. ຄ່າສໍາປະສິດການສົ່ງຂອງໂຄງສ້າງສອງລະດັບແມ່ນວັດແທກໂດຍ time domain solver ໃນຊອຟແວຈໍາລອງ 3D. ພິຈາລະນາຜົນກະທົບຕົວຈິງຂອງແຖບ terahertz ກ່ຽວກັບວັດສະດຸ, ວັດສະດຸຂອງຊອງສູນຍາກາດໄດ້ຖືກກໍານົດໃນເບື້ອງຕົ້ນເປັນທອງແດງ, ແລະ conductivity.25 × 12.2m ຫຼຸດລົງ.
ຮູບທີ 4 ສະແດງຜົນການສົ່ງຕໍ່ຂອງ HFS ທີ່ມີ ແລະບໍ່ມີສາຍ tapered couplers. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ coupler ມີຜົນກະທົບເລັກນ້ອຍຕໍ່ປະສິດທິພາບການສົ່ງຂອງ HFS ທັງຫມົດ. ການສູນເສຍການກັບຄືນ (S11 <− 10 dB) ແລະການສູນເສຍການແຊກ (S21 > − 5 dB) ຂອງລະບົບທັງຫມົດໃນ 207 ~ 280 ແບນສົ່ງສັນຍານ HFS ລັກສະນະທີ່ດີ.
ເນື່ອງຈາກການສະຫນອງພະລັງງານຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກສູນຍາກາດ, ປືນເອເລັກໂຕຣນິກຈະກໍານົດໂດຍກົງວ່າອຸປະກອນສາມາດຜະລິດພະລັງງານຜົນຜະລິດໄດ້ພຽງພໍຫຼືບໍ່. ສົມທົບກັບການວິເຄາະຂອງ HFS ໃນພາກທີ II, Dual-beam EOS ຕ້ອງໄດ້ຮັບການອອກແບບເພື່ອໃຫ້ພະລັງງານພຽງພໍ. ໃນສ່ວນນີ້, ອີງຕາມການເຮັດວຽກທີ່ຜ່ານມາໃນ W-band8,9, ປືນເອເລັກໂຕຣນິກ double pencil ໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍນໍາໃຊ້ພາກສ່ວນຫນ້າກາກ planar ແລະ electrodes ຄວບຄຸມໃນ SWSA ຕ້ອງການ. ຮູບ. 2 , ແຮງດັນໄຟຟ້າ UA ຂອງ beam ເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຕັ້ງໄວ້ໃນເບື້ອງຕົ້ນເປັນ 20 kV, ປະຈຸບັນ I ຂອງທັງສອງ beam ເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນ 80 mA, ແລະເສັ້ນຜ່າສູນກາງ beam dw ຂອງ beams ເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນ 0.13 mm. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນຂອງ beam ເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນບັນລຸໄດ້, cathode compression ໄດ້. 7, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຫນາແຫນ້ນໃນປະຈຸບັນຂອງ beam ເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນ 603 A / cm2, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ cathode ໃນປະຈຸບັນແມ່ນ 86 A / cm2, ເຊິ່ງສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການໃຊ້ວັດສະດຸ cathode ໃຫມ່. ອີງຕາມທິດສະດີການອອກແບບ 14, 15, 16, 17, ປືນເຈາະເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ເປັນເອກະລັກສາມາດເປັນລູກປືນເຈາະ.
ຮູບທີ 5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນແຜນວາດຕາມແນວນອນ ແລະແນວຕັ້ງຂອງປືນຕາມລໍາດັບ. ເຫັນໄດ້ວ່າຮູບຊົງຂອງປືນອິເລັກໂທຣນິກໃນທິດທາງ x ແມ່ນເກືອບຄ້າຍຄືກັນກັບປືນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ຄ້າຍຄືແຜ່ນທົ່ວໄປ, ໃນຂະນະທີ່ຢູ່ໃນທິດທາງ y, ສອງລໍາເອເລັກໂຕຣນິກຖືກແຍກອອກເປັນບາງສ່ວນໂດຍໜ້າກາກ 5 ມມ = 2 ຕໍາແໜ່ງ x1 ມມ. 0 ມມແລະ x = 0.155 ມມ, y = 0 ມມ, ຕາມລໍາດັບ. ອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງການອອກແບບອັດຕາສ່ວນການບີບອັດແລະຂະຫນາດສີດເອເລັກໂຕຣນິກ, ຂະຫນາດຂອງສອງດ້ານ cathode ຖືກກໍານົດເປັນ 0.91 mm × 0.13 mm.
ເພື່ອເຮັດໃຫ້ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຈຸດສຸມທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍແຕ່ລະ beam ເອເລັກໂຕຣນິກຢູ່ໃນ x-direction symmetrical ກ່ຽວກັບສູນກາງຂອງຕົນເອງ, ເອກະສານນີ້ໃຊ້ electrode ຄວບຄຸມກັບປືນເອເລັກໂຕຣນິກ. ໂດຍການຕັ້ງຄ່າແຮງດັນຂອງ electrode ສຸມໃສ່ແລະ electrode ຄວບຄຸມເປັນ −20 kV, ແລະແຮງດັນຂອງ anode ກັບ 0 V, ພວກເຮົາສາມາດໄດ້ຮັບການແຜ່ກະຈາຍ trajectory gun, ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນ dual ປືນໄດ້. ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ປ່ອຍອອກມາມີຄວາມບີບອັດທີ່ດີໃນທິດທາງ y, ແລະແຕ່ລະລໍາ beam ອິເລັກຕອນ converges ໄປສູ່ທິດທາງ x ຕາມສູນກາງຂອງຕົນເອງຂອງ symmetry, ເຊິ່ງຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ electrode ຄວບຄຸມຈະດຸ່ນດ່ຽງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ເທົ່າທຽມກັນທີ່ຜະລິດໂດຍ electrode ສຸມໃສ່.
ຮູບ 7 ສະແດງໃຫ້ເຫັນ beam envelope ໃນທິດທາງ x ແລະ y. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໄລຍະການຄາດຄະເນຂອງ beam ເອເລັກໂຕຣນິກໃນ x-direction ແຕກຕ່າງຈາກທີ່ຢູ່ໃນທິດທາງ y. ໄລຍະການຖິ້ມໃນທິດທາງ x ແມ່ນປະມານ 4mm, ແລະໄລຍະຫ່າງຖິ້ມໃນທິດທາງ y ແມ່ນໃກ້ຊິດກັບ 7mm. ດັ່ງນັ້ນ, ໄລຍະການຖິ້ມຕົວຈິງຄວນຈະຖືກເລືອກ 7 ມມແລະ 4 ມມ. beam ເອເລັກໂຕຣນິກຢູ່ທີ່ 4.6 ມມຈາກຫນ້າດ້ານ cathode. ພວກເຮົາສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຮູບຮ່າງຂອງພາກສ່ວນຂ້າມແມ່ນໃກ້ທີ່ສຸດກັບ beam ເອເລັກໂຕຣນິກເປັນວົງມາດຕະຖານ. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງ beam ເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບການອອກແບບ 0.31 ມມ, ແລະລັດສະໝີແມ່ນປະມານ 0.13 ມມ, ເຊິ່ງກົງກັບຄວາມຕ້ອງການໃນການອອກແບບ. ຮູບທີ 9 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນການຈໍາລອງຂອງ beam 7 ທີ່ສາມາດເຫັນໄດ້ໃນປະຈຸບັນ. ໃນຂໍ້ຕົກລົງທີ່ດີກັບ 80mA ທີ່ຖືກອອກແບບ.
ພິຈາລະນາການເຫນັງຕີງຂອງແຮງດັນການຂັບລົດໃນການປະຕິບັດ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ສຶກສາຄວາມອ່ອນໄຫວແຮງດັນຂອງ model.In ລະດັບແຮງດັນຂອງ 19.8 ~ 20.6 kV, ຊອງປະຈຸບັນແລະ beam ໃນປະຈຸບັນໄດ້ຮັບ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 1 ແລະຮູບ 1.10 ແລະ 11.From ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການປ່ຽນແປງຂອງໄຟຟ້າ, ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າ. ແລະປະຈຸບັນ beam ເອເລັກໂຕຣນິກພຽງແຕ່ມີການປ່ຽນແປງຈາກ 0.74 ກັບ 0.78 A. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນສາມາດໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາວ່າປືນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ອອກແບບໃນເຈ້ຍນີ້ມີຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ດີກັບແຮງດັນ.
ຜົນ​ກະ​ທົບ​ຂອງ​ການ​ເຫນັງ​ຕີງ​ແຮງ​ດັນ​ຢູ່​ໃນ​ຊອງ x- ແລະ y​-direction beam envelopes.
ສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແບບເອກະພາບເປັນລະບົບການສຸມໃສ່ແມ່ເຫຼັກຖາວອນທົ່ວໄປ. ເນື່ອງຈາກການແຜ່ກະຈາຍຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກເປັນເອກະພາບໃນທົ່ວຊ່ອງ beam, ມັນເຫມາະສົມຫຼາຍສໍາລັບ beams axisymmetric ເອເລັກໂຕຣນິກ. ໃນພາກນີ້, ລະບົບການສຸມໃສ່ແມ່ເຫຼັກເອກະພາບສໍາລັບການຮັກສາການສົ່ງທາງໄກຂອງ beams pencil double ແມ່ນສະເຫນີ. ແລະບັນຫາຄວາມອ່ອນໄຫວໄດ້ຖືກສຶກສາ. ອີງຕາມທິດສະດີການສົ່ງຕໍ່ທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງ beam pencil ດຽວ 18,19, ຄ່າສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ Brillouin ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍສົມຜົນ (2).ໃນເຈ້ຍນີ້, ພວກເຮົາຍັງໃຊ້ການທຽບເທົ່ານີ້ເພື່ອຄາດຄະເນພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງ beam pencil double ແຈກຢາຍຂ້າງຄຽງ. ສົມທົບກັບ electron ປືນ 400 ໄດ້ອອກແບບໃນກະດາດແມ່ເຫຼັກນີ້. Gs. ອີງຕາມການອ້າງອີງ. 20, 1.5-2 ເທົ່າຂອງມູນຄ່າທີ່ຄິດໄລ່ມັກຈະຖືກເລືອກໃນການອອກແບບປະຕິບັດ.
ຮູບທີ່ 12 ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກເອກະພາບທີ່ສຸມໃສ່ລະບົບພາກສະຫນາມ.ສ່ວນສີຟ້າແມ່ນແມ່ເຫຼັກຖາວອນການສະກົດຈິດໃນທິດທາງ axial. ການຄັດເລືອກວັດສະດຸແມ່ນ NdFeB ຫຼື FeCoNi.The remanence Br ທີ່ກໍານົດໄວ້ໃນຮູບແບບ simulation ແມ່ນ 1.3 T ແລະການ permeability ແມ່ນ 1.05.In ຄໍາສັ່ງເພື່ອຮັບປະກັນການສົ່ງຕໍ່ທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງວົງຈອນການສະກົດຈິດທັງຫມົດ 70 ຄວາມຍາວເບື້ອງຕົ້ນຂອງ beam ໄດ້. mm. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂະຫນາດຂອງແມ່ເຫຼັກໃນທິດທາງ x ກໍານົດວ່າພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ transverse ໃນຊ່ອງ beam ແມ່ນເປັນເອກະພາບ, ເຊິ່ງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ຂະຫນາດໃນທິດທາງ x ບໍ່ສາມາດຂະຫນາດນ້ອຍເກີນໄປ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ພິຈາລະນາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະນ້ໍາຫນັກຂອງທໍ່ທັງຫມົດ, ຂະຫນາດຂອງແມ່ເຫຼັກບໍ່ຄວນຂະຫນາດໃຫຍ່ເກີນໄປ. ດັ່ງນັ້ນ, ແມ່ເຫຼັກໄດ້ຖືກຕັ້ງໄວ້ໃນເບື້ອງຕົ້ນ 150 mm.Me × 15 mm. ວົງຈອນຄື້ນຊ້າສາມາດຖືກຈັດໃສ່ໃນລະບົບຈຸດສຸມ, ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງແມ່ເຫຼັກໄດ້ຖືກກໍານົດເປັນ 20mm.
ໃນປີ 2015, Purna Chandra Panda21 ໄດ້ສະເຫນີຊິ້ນສ່ວນເສົາທີ່ມີຮູຂັ້ນໄດໃຫມ່ໃນລະບົບການສຸມໃສ່ແມ່ເຫຼັກທີ່ເປັນເອກະພາບ, ເຊິ່ງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການຮົ່ວໄຫຼຂອງ flux ກັບ cathode ແລະພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທາງຂວາງທີ່ສ້າງຂຶ້ນຢູ່ໃນຂຸມຊິ້ນສ່ວນ pole. ໃນເຈ້ຍນີ້, ພວກເຮົາເພີ່ມໂຄງສ້າງແບບກ້າວໄປສູ່ຊິ້ນສ່ວນເສົາຂອງລະບົບຈຸດສຸມ .The ກໍານົດຄວາມກວ້າງ 5 ມມ. ສາມຂັ້ນຕອນແມ່ນ 0.5 ມມ, ແລະໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຂຸມຊິ້ນສ່ວນເສົາແມ່ນ 2 ມມ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 13.
ຮູບທີ່ 14a ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຕາມແກນຕາມເສັ້ນສູນກາງຂອງສອງ beams ເອເລັກໂຕຣນິກ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າກໍາລັງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຕາມສອງ beams ເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນເທົ່າທຽມກັນ. ຄ່າພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນປະມານ 6000 Gs, ຊຶ່ງເປັນ 1.5 ເທົ່າຂອງພາກສະຫນາມ Brillouin ທິດສະດີເພື່ອເພີ່ມການສົ່ງແລະການປະຕິບັດການສຸມໃສ່ການ. ສິ້ນມີຜົນກະທົບທີ່ດີໃນການປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼຂອງແມ່ເຫຼັກ flux.ຮູບທີ່ 14b ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ transverse ໂດຍໃນທິດທາງ z ຢູ່ແຂບເທິງຂອງສອງ beams ເອເລັກໂຕຣນິກ. ສັງເກດເຫັນວ່າສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ transverse ແມ່ນຫນ້ອຍກ່ວາ 200 Gs ພຽງແຕ່ຢູ່ໃນຂຸມຊິ້ນສ່ວນ pole, ໃນຂະນະທີ່ຢູ່ໃນວົງຈອນຄື້ນຊ້າ, ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ transverse ອິດທິພົນຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ transverse ແມ່ນເກືອບເປັນສູນ, ໄດ້. negligible.ເພື່ອປ້ອງກັນການອີ່ມຕົວຂອງແມ່ເຫຼັກຂອງຕ່ອນຂົ້ວ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ສຶກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກພາຍໃນຕ່ອນ pole. ຮູບ 14c ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄ່າຢ່າງແທ້ຈິງຂອງການແຜ່ກະຈາຍຂອງສະນະແມ່ເຫຼັກພາຍໃນຊິ້ນ pole. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຄ່າຢ່າງແທ້ຈິງຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນຫນ້ອຍກ່ວາ 1.2T, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການອີ່ມຕົວຂອງແມ່ເຫຼັກຂອງ pole ຈະບໍ່ເກີດຂຶ້ນ.
ການກະຈາຍຄວາມແຮງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກສຳລັບ Br = 1.3 T.(a) Axial field distribution.(b) Lateral field distribution by in the z direction.(c) ຄ່າຢ່າງແທ້ຈິງຂອງການກະຈາຍພາກສະຫນາມພາຍໃນຊິ້ນສ່ວນຂອງ pole.
ອີງຕາມໂມດູນ CST PS, ຕໍາແຫນ່ງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຕາມແກນຂອງປືນ beam ສອງແລະລະບົບການສຸມໃສ່ແມ່ນ optimized. ອີງຕາມການ Ref. 9 ແລະການຈໍາລອງ, ສະຖານທີ່ທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນບ່ອນທີ່ຊິ້ນສ່ວນ anode overlaps ສິ້ນ pole ຫ່າງຈາກແມ່ເຫຼັກ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນພົບເຫັນວ່າຖ້າຫາກວ່າ remanence ໄດ້ຖືກກໍານົດເປັນ 1.3T, ການຖ່າຍທອດຂອງ beam ເອເລັກໂຕຣນິກບໍ່ສາມາດບັນລຸ 99%. ໂດຍການເພີ່ມ remanence ເປັນ 1.4 T, ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກສຸມໃສ່ຈະໄດ້ຮັບການເພີ່ມຂຶ້ນ 0.00000000000000000000000000000 T. ຍົນ yoz ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 15. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ beam ມີສາຍສົ່ງທີ່ດີ, ການເຫນັງຕີງຂະຫນາດນ້ອຍ, ແລະໄລຍະການສົ່ງຕໍ່ຫຼາຍກວ່າ 45mm.
ເສັ້ນໂຄ້ງຂອງເສັ້ນສໍສອງເທົ່າພາຍໃຕ້ລະບົບແມ່ເຫຼັກທີ່ເປັນເອກະພາບດ້ວຍ Br = 1.4 T.(a) xoz plane.(b) yoz aircraft.
ຮູບທີ 16 ສະແດງໃຫ້ເຫັນເສັ້ນຜ່າກາງຂອງ beam ໃນຕໍາແຫນ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢູ່ຫ່າງຈາກ cathode. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຮູບຮ່າງຂອງພາກສ່ວນ beam ໃນລະບົບຈຸດສຸມໄດ້ຖືກຮັກສາໄວ້ໄດ້ດີ, ແລະເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງພາກສ່ວນບໍ່ມີການປ່ຽນແປງຫຼາຍ. ຮູບທີ 17 ສະແດງໃຫ້ເຫັນ beam envelopes ໃນທິດທາງ x ແລະ y, ຕາມລໍາດັບ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າການເຫນັງຕີງຂອງທັງສອງທິດທາງແມ່ນ simulation 8. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງ beam current.The ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປະຈຸບັນແມ່ນປະມານ 2 × 80 mA, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບມູນຄ່າທີ່ຄິດໄລ່ໃນການອອກແບບປືນເອເລັກໂຕຣນິກ.
ພາກສ່ວນຂ້າມ beam ເອເລັກໂຕຣນິກ (ມີລະບົບການສຸມໃສ່ການ) ຢູ່ໃນຕໍາແຫນ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫ່າງຈາກ cathode ໄດ້.
ພິຈາລະນາຊຸດຂອງບັນຫາເຊັ່ນ: ຄວາມຜິດພາດການປະກອບ, ການເຫນັງຕີງຂອງແຮງດັນ, ແລະການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການປະມວນຜົນພາກປະຕິບັດ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງລະບົບການສຸມໃສ່ການ. ເນື່ອງຈາກວ່າມີຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງຊິ້ນ anode ແລະຊິ້ນ pole ໃນການປະມວນຜົນຕົວຈິງ, ຊ່ອງຫວ່າງນີ້ຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ກໍານົດຢູ່ໃນ simulation. ຊ່ອງຫວ່າງ 0.2 ມມໄດ້ກໍານົດຄ່າ F 0. 9 mm. envelope ແລະ beam ໃນປະຈຸບັນໃນທິດທາງ y. ຜົນໄດ້ຮັບນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການປ່ຽນແປງຂອງ beam envelope ແມ່ນບໍ່ສໍາຄັນແລະ beam ໃນປະຈຸບັນ hardly ມີການປ່ຽນແປງ. ດັ່ງນັ້ນ, ລະບົບແມ່ນ insensitive ກັບຄວາມຜິດພາດການປະກອບ. ສໍາລັບຄວາມເຫນັງຕີງຂອງແຮງດັນຂັບລົດ, ໄລຍະຄວາມຜິດພາດແມ່ນຕັ້ງໄວ້ ± 0.5 kV. ຮູບ 19b ຜົນກະທົບທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງແຮງດັນໄຟຟ້າສາມາດປຽບທຽບໄດ້ເລັກນ້ອຍ. envelope.The ໄລຍະຄວາມຜິດພາດແມ່ນຖືກກໍານົດຈາກ -0.02 ຫາ +0.03 T ສໍາລັບການປ່ຽນແປງໃນຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ຜົນໄດ້ຮັບການປຽບທຽບສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບ 20. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ envelope beam ບໍ່ຄ່ອຍມີການປ່ຽນແປງ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າ EOS ທັງຫມົດແມ່ນ insensitive ກັບການປ່ຽນແປງໃນຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ.
ຊອງ Beam ແລະຜົນໄດ້ຮັບໃນປະຈຸບັນພາຍໃຕ້ລະບົບການເນັ້ນສະນະແມ່ເຫຼັກເປັນເອກະພາບ.
Beam envelope ພາຍໃຕ້ລະບົບການເນັ້ນສະນະແມ່ເຫຼັກເອກະພາບທີ່ມີການເຫນັງຕີງຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ axial ຕັ້ງແຕ່ 0.63 ຫາ 0.68 T.
ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າລະບົບຈຸດສຸມທີ່ຖືກອອກແບບມາໃນກະດາດນີ້ສາມາດຈັບຄູ່ກັບ HFS ໄດ້, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງສົມທົບລະບົບການສຸມໃສ່ແລະ HFS ສໍາລັບການຄົ້ນຄວ້າ. ຮູບ 21 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປຽບທຽບຂອງ envelopes beam ກັບແລະບໍ່ມີ HFS loaded. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ envelope beam ບໍ່ມີການປ່ຽນແປງຫຼາຍເມື່ອ HFS ທັງຫມົດແມ່ນ loaded. ດັ່ງນັ້ນ, ລະບົບການສຸມໃສ່ການທໍ່ຂ້າງເທິງ HFS ການເດີນທາງ.
ເພື່ອກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ EOS ທີ່ສະເໜີໄວ້ໃນພາກທີ III ແລະ ກວດສອບປະສິດທິພາບຂອງ 220 GHz SDV-TWT, ການຈໍາລອງ 3D-PIC ຂອງການໂຕ້ຕອບຄື້ນຟອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດ. ເນື່ອງຈາກຂໍ້ຈໍາກັດຂອງຊອບແວຈໍາລອງ, ພວກເຮົາບໍ່ສາມາດເພີ່ມ EOS ທັງໝົດໃສ່ HFS ໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, ປືນເອເລັກໂຕຣນິກຈຶ່ງຖືກປ່ຽນແທນດ້ວຍໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ 2 ມມ ແລະ 1 ມມ. ດ້ານຂອງ 0.31mm, ຕົວກໍານົດການດຽວກັນກັບປືນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ອອກແບບມາຂ້າງເທິງ. ເນື່ອງຈາກ insensitivity ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ດີຂອງ EOS, ແຮງດັນການຂັບລົດສາມາດໄດ້ຮັບການ optimized ຢ່າງຖືກຕ້ອງເພື່ອບັນລຸພະລັງງານຜົນຜະລິດທີ່ດີທີ່ສຸດໃນການຈໍາລອງ PIC. ຜົນການຈໍາລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພະລັງງານຜົນຜະລິດທີ່ອີ່ມຕົວແລະໄດ້ຮັບສາມາດໄດ້ຮັບຢູ່ທີ່ແຮງດັນຂັບລົດຂອງ 20.6 kV, A208 × A20 ມມ (ແລະປະຈຸບັນ beam) ພະລັງງານ input ຂອງ 0.05 W.
ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ສັນຍານຜົນຜະລິດທີ່ດີທີ່ສຸດ, ຈໍານວນຂອງວົງຈອນຍັງຕ້ອງໄດ້ຮັບການ optimized. ພະລັງງານຜົນຜະລິດທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນໄດ້ຮັບໃນເວລາທີ່ຈໍານວນຂອງສອງໄລຍະແມ່ນ 42 + 48 ຮອບວຽນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 22a.A 0.05 W ສັນຍານ input ແມ່ນຂະຫຍາຍເປັນ 314 W ທີ່ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ 38 dB. The ພະລັງງານຜົນຜະລິດໄດ້ໂດຍ FFFT ບໍລິສຸດ (fast spectrum) pFF. ຢູ່ທີ່ 220 GHz.ຮູບທີ່ 22b ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຕໍາແຫນ່ງ axial ຂອງພະລັງງານເອເລັກໂຕຣນິກໃນ SWS, ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູນເສຍພະລັງງານ. ຜົນໄດ້ຮັບນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ SDV-SWS ສາມາດປ່ຽນພະລັງງານ kinetic ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກເປັນສັນຍານ RF, ດັ່ງນັ້ນ realizing ການຂະຫຍາຍສັນຍານ.
ສັນຍານອອກ SDV-SWS ທີ່ 220 GHz.(a) ພະລັງງານອອກທີ່ມີ spectrum ລວມ.(b) ການກະຈາຍພະລັງງານຂອງເອເລັກໂຕຣນິກກັບ beam ເອເລັກໂຕຣນິກໃນຕອນທ້າຍຂອງ inset SWS.
ຮູບທີ 23 ສະແດງໃຫ້ເຫັນແບນວິດພະລັງງານຜົນຜະລິດແລະການໄດ້ຮັບຂອງ dual-mode dual-beam SDV-TWT. ປະສິດທິພາບຜົນຜະລິດສາມາດປັບປຸງຕື່ມອີກໂດຍການກວາດຄວາມຖີ່ຈາກ 200 ຫາ 275 GHz ແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງແຮງດັນຂອງໄດ. ຜົນໄດ້ຮັບນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າແບນວິດ 3-dB ສາມາດກວມເອົາ 205 ຫາ 275 GHz, ເຊິ່ງສາມາດດໍາເນີນການໄດ້ຫຼາຍ 205-275 GHz. ແບນວິດປະຕິບັດງານ.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ອີງຕາມຮູບ 2a, ພວກເຮົາຮູ້ວ່າມີແຖບຢຸດລະຫວ່າງໂຫມດຄີກແລະແມ້ກະທັ້ງ, ເຊິ່ງອາດຈະນໍາໄປສູ່ການສັ່ນສະເທືອນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການເຮັດວຽກຢູ່ຮອບການຢຸດເຊົາຕ້ອງໄດ້ຮັບການສຶກສາ. ຮູບ 24a-c ແມ່ນຜົນການຈໍາລອງ 20 ns ຢູ່ທີ່ 265.3 GHz, 265.35 GHz 5.4 GHz ແລະສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ. ຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງມີການເຫນັງຕີງບາງຢ່າງ, ພະລັງງານຜົນຜະລິດແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່. spectrum ຍັງສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 24 ຕາມລໍາດັບ, spectrum ແມ່ນບໍລິສຸດ. ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າບໍ່ມີການສັ່ນສະເທືອນຕົນເອງຢູ່ໃກ້ກັບ stopband.
Fabrication ແລະການວັດແທກແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນເພື່ອກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ HFS ທັງຫມົດ. ໃນສ່ວນນີ້, HFS ແມ່ນ fabricated ໂດຍໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີຄອມພິວເຕີຄວບຄຸມຕົວເລກ (CNC) ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງເຄື່ອງມືຂອງ 0.1 mm ແລະຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງ machining 10 μm. ວັດສະດຸສໍາລັບໂຄງສ້າງຄວາມຖີ່ສູງແມ່ນສະຫນອງໃຫ້ໂດຍອົກຊີເຈນທີ່ບໍ່ມີການນໍາ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງສູງ (OFHC) ຄວາມຍາວຂອງ copper 25. ຂະໜາດ 66.00 ມມ, ກວ້າງ 20.00 ມມ ແລະ ລວງສູງ 8.66 ມມ. ຮູຂຸມຂົນ 8 ຮູຖືກແຈກຢາຍຮອບໂຄງສ້າງ. ຮູບທີ 25b ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງໂດຍການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດອີເລັກໂທຣນິກ (SEM). ແຜ່ນໃບຄ້າຍຄືຂອງໂຄງສ້າງນີ້ໄດ້ຖືກຜະລິດຢ່າງສະໝ່ຳສະເໝີ ແລະ ມີຄວາມຫຍາບດີ. ຫຼັງຈາກການວັດແທກທີ່ຊັດເຈນ, ໂດຍລວມແມ່ນ 5% ຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ລະອຽດກວ່າ ແລະ ມີຄວາມໜາແໜ້ນກວ່າ. ໂຄງສ້າງເຄື່ອງຈັກ 0.4μm.The ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການອອກແບບແລະຄວາມແມ່ນຍໍາ.
ຮູບທີ 26 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປຽບທຽບລະຫວ່າງຜົນການທົດສອບຕົວຈິງແລະການຈໍາລອງການປະຕິບັດການສົ່ງຜ່ານ.Port 1 ແລະ Port 2 ໃນຮູບ 26a ກົງກັນກັບພອດ input ແລະ output ຂອງ HFS, ຕາມລໍາດັບ, ແລະທຽບເທົ່າກັບ Port 1 ແລະ Port 4 ໃນຮູບ 3. ຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກຕົວຈິງຂອງ simulation ຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກເວລາດຽວກັນເລັກນ້ອຍ. S21 ແມ່ນຮ້າຍແຮງຂຶ້ນເລັກນ້ອຍ. ເຫດຜົນອາດຈະເປັນການນໍາວັດສະດຸທີ່ກໍານົດໄວ້ໃນການຈໍາລອງແມ່ນສູງເກີນໄປແລະຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຫຼັງຈາກການເຄື່ອງຈັກຕົວຈິງແມ່ນບໍ່ດີ. ໂດຍລວມແລ້ວ, ຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກແມ່ນຕົກລົງທີ່ດີກັບຜົນການຈໍາລອງ, ແລະແບນວິດຂອງສາຍສົ່ງແມ່ນຕອບສະຫນອງຄວາມຮຽກຮ້ອງຕ້ອງການຂອງ 70 GHz, ເຊິ່ງກວດສອບຄວາມເປັນໄປໄດ້ແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຂະບວນການຜະລິດ dual-oremo ຕົວຈິງທີ່ສະເຫນີ SDV ແລະການທົດສອບ. ຜົນໄດ້ຮັບ, ການອອກແບບ ultra-broadband dual-beam SDV-TWT ທີ່ສະເຫນີໃນເອກະສານນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການ fabrication ຕໍ່ມາແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.
ໃນເອກະສານສະບັບນີ້, ການອອກແບບລາຍລະອຽດຂອງການແຈກຢາຍແບບ planar 220 GHz dual-beam SDV-TWT ຖືກນໍາສະເຫນີ. ການປະສົມປະສານຂອງການເຮັດວຽກຂອງ dual-mode ແລະການກະຕຸ້ນ dual-beam ເພີ່ມແບນວິດຂອງການດໍາເນີນງານແລະພະລັງງານຜົນຜະລິດ. ການຜະລິດແລະການທົດສອບຄວາມເຢັນຍັງດໍາເນີນເພື່ອກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ HFS ທັງຫມົດ. ຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກຕົວຈິງແມ່ນຕົກລົງເຫັນດີກັບຜົນການຈໍາລອງ. ສໍາລັບ EOS ສອງ beam ທີ່ອອກແບບມາ, ພາກສ່ວນຫນ້າກາກແລະ electrodes ຄວບຄຸມໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຮ່ວມກັນເພື່ອຜະລິດ beam ສອງ pencil. ພາຍໃຕ້ການອອກແບບເອກະພາບຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, beam electron ສາມາດສົ່ງໄດ້ຢ່າງຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະໄກທີ່ມີຮູບຮ່າງທີ່ດີ. ໃນອະນາຄົດ, ການຜະລິດແລະການທົດສອບຂອງ EOS ຈະຖືກດໍາເນີນ, ແລະ TW-ການທົດສອບຄວາມຮ້ອນຍັງດໍາເນີນ TW. ຮູບແບບການອອກແບບທີ່ສະເຫນີໃນເອກະສານສະບັບນີ້ປະສົມປະສານຢ່າງເຕັມສ່ວນກັບເຕັກໂນໂລຊີການປຸງແຕ່ງຍົນທີ່ແກ່ແລ້ວໃນປະຈຸບັນ, ແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນຕົວຊີ້ວັດການປະຕິບັດແລະການປະມວນຜົນແລະການປະກອບ. ດັ່ງນັ້ນ, ເອກະສານນີ້ເຊື່ອວ່າໂຄງສ້າງ planar ສ່ວນຫຼາຍຈະກາຍເປັນແນວໂນ້ມການພັດທະນາຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກສູນຍາກາດໃນແຖບ terahertz.
ຂໍ້ມູນດິບ ແລະແບບຈໍາລອງການວິເຄາະສ່ວນໃຫຍ່ໃນການສຶກສານີ້ໄດ້ຖືກລວມຢູ່ໃນເອກະສານສະບັບນີ້. ຂໍ້ມູນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງເພີ່ມເຕີມອາດຈະໄດ້ຮັບຈາກຜູ້ຂຽນທີ່ສອດຄ້ອງກັນຕາມການຮ້ອງຂໍທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ.
Gamzina, D. et al.Nanoscale CNC machining of sub-terahertz vacuum electronics.IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. ແລະ Paoloni, C. UV-LIGA microfabrication ຂອງ sub-terahertz waveguides ໂດຍໃຊ້ multilayer SU-8 photoresist.J. Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS et al.2017 THz technology roadmap.J. Physics.D to apply.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC ການກັກຂັງທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງການຂະຫຍາຍພັນຂອງຄື້ນ plasmonic ຜ່ານ ultra-broadband staggered double-grating waveguides.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041646.
Baig, A. et al.Performance of a Nano CNC Machined 220-GHz Traveling Wave Tube Amplifier.IEEE Trans.electronic devices.64, 590–592 (2017).
Han, Y. & Ruan, CJ Investigating diocotron instability of infinitely wide sheet electron beams using macroscopic cold fluid model theory.Chin Phys B. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/101010.
Galdetskiy, AV ໃນໂອກາດທີ່ຈະເພີ່ມແບນວິດໂດຍແຜນຜັງຂອງ beam ໃນ multibeam klystron.In 12th IEEE International Conference on Vacuum Electronics, Bangalore, India, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/10710.C.
Nguyen, CJ et al. ການອອກແບບປືນເອເລັກໂຕຣນິກສາມລໍາທີ່ມີການແຜ່ກະຈາຍຂອງເຮືອບິນ beam ແຄບຢູ່ໃນ W-band staggered double-blade ທໍ່ເດີນທາງ [J].Science.Rep. 11, 940.https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
Wang, PP, Su, YY, Zhang, Z., Wang, WB & Ruan, CJ Planar ແຈກຢາຍລະບົບ optical ສາມ beam ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີການແຍກ beam ແຄບສໍາລັບ W-band fundamental mode TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021).
Zhan, M. ການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບທໍ່ການເດີນທາງຄື້ນຄູ່ແບບ Interleaved Double-Blade ກັບ Millimeter-Wave Sheet Beams 20-22 (PhD, Beihang University, 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. Study on beam-wave interaction stability of a G-band interleaved dual-blade journey wave tube.2018 43rd International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz Waves, Nagoya.8510263, https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2018.8510263 (2018).