Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com. Nooca biraawsarka aad isticmaaleyso wuxuu leeyahay taageero xaddidan oo CSS ah. Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho biraawsar la cusbooneysiiyay (ama aad damiso qaabka is-waafajinta ee Internet Explorer). Dhanka kale, si loo hubiyo taageerada joogtada ah, waxaan soo bandhigi doonnaa goobta iyada oo aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Warqaddan, tuubo mowjado laba-daab ah oo ballaaran oo awood sare leh oo isku xiran oo 220GHz ah ayaa la naqshadeeyay oo la xaqiijiyay. Marka hore, waxaa la soo jeediyay qaab-dhismeed mowjado laba-daab ah oo laba-daab ah oo laba-daab ah oo laba-daab ah oo laba-daab ah oo laba-daab ah. Iyadoo la adeegsanayo qaab-hawleed laba-qaab ah, waxqabadka gudbinta iyo baaxadda ayaa ku dhawaad ​​​​laba jibaar ka ah qaab-hal-qaab. Marka labaad, si loo daboolo shuruudaha awoodda wax soo saarka sare iyo hagaajinta xasilloonida tuubada mowjadaha socota, waxaa la naqshadeeyay nidaam indho-indheyn elektaroonik ah oo laba-laab ah oo qaab qalin ah, danabka wadista waa 20 ~ 21 kV, hadda waa 2 × 80 mA. Hadafyada naqshadeynta. Iyadoo la adeegsanayo qaybta maaskarada iyo elektroodka xakamaynta ee qoriga laba-daab leh, labada ul qalin waxaa lagu diiradda saari karaa xarumahooda iyadoo saamiga cadaadiska uu yahay 7, masaafada diiradda la saarayo waa qiyaastii 0.18mm, xasillooniduna waa wanaagsan tahay. Nidaamka diiradda la saarayo magnetic-ka ee isku midka ah ayaa sidoo kale la hagaajiyay. Masaafada gudbinta deggan ee ul electron laba-daab leh waxay gaari kartaa 45 mm, goobta magnetic-ka ee diiradda la saarayana waa 0.6 T, taas oo ku filan inay daboosho nidaamka soo noqnoqda sare oo dhan. (HFS). Kadib, si loo xaqiijiyo isticmaalka nidaamka elektaroonigga-indhaha iyo waxqabadka qaab-dhismeedka hirarka gaabiska ah, jilitaanka unugyada walxaha (PIC) ayaa sidoo kale lagu sameeyay HFS oo dhan. Natiijooyinka waxay muujinayaan in nidaamka isdhexgalka shucaaca uu gaari karo awood wax soo saar oo ugu sarreysa oo ku dhow 310 W 220 GHz, danabka iftiinka ee la hagaajiyay waa 20.6 kV, hadda iftiinka waa 2 × 80 mA, faa'iidada waa 38 dB, iyo xadka 3-dB wuxuu ka badan yahay 35 dB qiyaastii 70 GHz. Ugu dambeyntii, sameynta qaab-dhismeedka microstructure-ka saxda ah ee sare ayaa la sameeyaa si loo xaqiijiyo waxqabadka HFS, natiijooyinkuna waxay muujinayaan in sifooyinka bandwidth-ka iyo gudbinta ay si fiican ula jaan qaadayaan natiijooyinka jilitaanka. Sidaa darteed, qorshaha lagu soo jeediyay warqaddan waxaa la filayaa inuu horumariyo ilo shucaac terahertz-band oo awood sare leh, oo leh awood u leh codsiyada mustaqbalka.
Iyada oo ah qalab elektaroonig ah oo faaruq ah oo dhaqameed, tuubada hirarka safarka (TWT) waxay door aan la beddeli karin ka ciyaartaa codsiyo badan sida radar-ka xallinta sare leh, nidaamyada isgaarsiinta dayax-gacmeedka, iyo sahaminta hawada sare1,2,3. Si kastaba ha ahaatee, maadaama soo noqnoqoshada hawlgalka ay gasho xarigga terahertz, godadka isku-xidhan ee dhaqameed ee TWT iyo TWT helical ma aysan awoodin inay daboolaan baahiyaha dadka sababtoo ah awoodda wax soo saarka oo hooseysa, baaxadda cidhiidhiga ah, iyo hababka wax soo saarka ee adag. Sidaa darteed, sida si buuxda loogu hagaajiyo waxqabadka xarigga THZ waxay noqotay arrin aad u walaac badan oo ku saabsan hay'ado badan oo cilmi baaris cilmiyeed. Sannadihii ugu dambeeyay, qaab-dhismeedka hirarka gaabiska ah ee cusub (SWS), sida qaab-dhismeedka laba-daab ee laba-geesoodka ah (SDV) iyo qaab-dhismeedka hagaha hirarka ee la laabay (FW), ayaa helay fiiro gaar ah sababtoo ah qaab-dhismeedkooda dabiiciga ah ee planar, gaar ahaan SDV-SWS-yada cusub ee leh awood rajo leh. Qaab-dhismeedkan waxaa soo jeediyay UC-Davis sanadkii 20084. Qaab-dhismeedka planar-ka waxaa si fudud loogu samayn karaa farsamooyinka farsamaynta micro-nano sida xakamaynta tirooyinka kombiyuutarka (CNC) iyo UV-LIGA, qaab-dhismeedka xirmooyinka birta oo dhan wuxuu bixin karaa kuleyl weyn. awoodda oo leh awood wax soo saar sare iyo faa'iido, iyo qaab-dhismeedka u eg hagaha hirarka ayaa sidoo kale bixin kara baaxad shaqo oo ballaaran. Waqtigan xaadirka ah, UC Davis waxay markii ugu horreysay sannadkii 2017 muujisay in SDV-TWT ay soo saari karto wax soo saar awood sare leh oo ka badan 100 W iyo calaamadaha bandwidth ku dhawaad ​​14 GHz ee G-band5. Si kastaba ha ahaatee, natiijooyinkani wali waxay leeyihiin meelo bannaan oo aan buuxin karin shuruudaha la xiriira ee awoodda sare iyo bandwidth ballaaran ee band terahertz. UC-Davis's G-band SDV-TWT, alwaaxyada elektarooniga ah ee xaashida ayaa la isticmaalay. In kasta oo nidaamkani uu si weyn u hagaajin karo awoodda hadda ee qaadida iftiinka, way adag tahay in la ilaaliyo masaafada gudbinta dheer sababtoo ah xasillooni la'aanta nidaamka indhaha ee elektarooniga ee xaashida (EOS), waxaana jira tunnel qaab-ka-baxsan, kaas oo sidoo kale sababi kara in shucaacu is-xakameeyo. – Kicinta iyo gariirka 6,7. Si loo daboolo shuruudaha awoodda wax soo saarka sare, baaxadda ballaaran iyo xasilloonida wanaagsan ee THZ TWT, waxaa lagu soo jeediyay warqaddan SDV-SW oo leh hawlgal laba-qaab ah. Taasi waa, si loo kordhiyo baaxadda hawlgalka, hawlgal laba-qaab ah ayaa la soo jeediyay oo lagu soo bandhigay qaab-dhismeedkan. Iyo, si loo kordhiyo awoodda wax soo saarka, waxaa sidoo kale la isticmaalaa qaybin qorshaysan oo ah alwaaxyo laba-laab ah oo qalin ah. Raadiyeyaasha hal-laab ah ee qalinka ah ayaa yar sababtoo ah xaddidaadaha cabbirka toosan. Haddii cufnaanta hadda jirta ay aad u sarreyso, hadda alwaaxa waa in la dhimaa, taasoo keenta awood wax soo saar oo hooseeya. Si loo hagaajiyo hadda alwaaxa, EOS badan oo la qaybiyey oo planar ah ayaa soo baxday, taas oo ka faa'iidaysata cabbirka dhinaca ee SWS. Sababtoo ah tunnel-ka madaxa-bannaan ee planar, badan oo la qaybiyey oo planar ah ayaa gaari kara awood wax soo saar sare leh iyadoo la ilaalinayo hadda alwaaxa oo dhan oo sarreeya iyo hadda yar oo halkii alwaax ah, taas oo ka fogaan karta tunnel-ka alwaaxa oo xad-dhaaf ah marka loo eego aaladaha xaashida alwaaxa. Sidaa darteed, waa faa'iido in la ilaaliyo xasilloonida tuubada hirarka socota. Iyada oo ku saleysan hore shaqada8,9, warqaddani waxay soo jeedinaysaa goob birlab ah oo isku mid ah oo G-band ah oo diiradda saareysa alwaax qalin labanlaab ah EOS, taas oo si weyn u hagaajin karta masaafada gudbinta ee deggan ee alwaaxda isla markaana sii kordhin karta aagga isdhexgalka alwaaxda, taasoo si weyn u hagaajinaysa awoodda wax soo saarka.
Qaab-dhismeedka warqaddan waa sida soo socota. Marka hore, naqshadda unugga SWS oo leh xuduudo, falanqaynta astaamaha kala firdhinta iyo natiijooyinka jilitaanka soo noqnoqda sare ayaa la sharraxay. Kadib, sida ku cad qaab-dhismeedka unugga unugga, nidaamka isdhexgalka laba-laabka ah ee EOS iyo nidaamka isdhexgalka alwaaxda ayaa lagu naqshadeeyay warqaddan. Natiijooyinka jilitaanka walxaha gudaha unugyada ayaa sidoo kale la soo bandhigay si loo xaqiijiyo isticmaalka EOS iyo waxqabadka SDV-TWT. Intaa waxaa dheer, warqaddu si kooban ayay u soo bandhigaysaa natiijooyinka sameynta iyo tijaabada qabow si loo xaqiijiyo saxnaanta HFS oo dhan. Ugu dambeyntii samee soo koobid.
Maadaama ay tahay mid ka mid ah qaybaha ugu muhiimsan ee TWT, sifooyinka kala firdhisan ee qaab-dhismeedka hirarka gaabiska ah waxay muujinayaan in xawaaraha elektarooniga uu la mid yahay xawaaraha wejiga ee SWS, sidaas darteedna uu saameyn weyn ku leeyahay isdhexgalka hirarka-hirarka. Si loo hagaajiyo waxqabadka TWT oo dhan, qaab-dhismeed is-dhexgal oo la hagaajiyay ayaa la sameeyay. Qaab-dhismeedka unugga cutubka waxaa lagu muujiyay Jaantuska 1. Iyadoo la tixgelinayo xasillooni darrada fallaadhaha xaashida iyo xaddidaadda awoodda fallaadhaha qalinka keliya, qaab-dhismeedku wuxuu qaataa fallaadho qalin labanlaab ah si loo sii wanaajiyo awoodda wax soo saarka iyo xasilloonida hawlgalka. Dhanka kale, si loo kordhiyo ballacyada shaqada, waxaa la soo jeediyay qaab labanlaab ah si SWS u shaqeyso. Sababtoo ah isku-dhafka qaab-dhismeedka SDV, xalka isle'egta kala firdhinta goobta elektromagnetic-ka waxaa loo qaybin karaa qaabab qariib ah iyo xitaa. Isla mar ahaantaana, qaabka qariibka ah ee aasaasiga ah ee xarafka soo noqnoqda hooseeya iyo qaabka hoose ee salka ah ee xarafka soo noqnoqda sare ayaa loo isticmaalaa in lagu xaqiijiyo isku-dubaridka ballaaran ee isdhexgalka fallaadhaha, sidaas darteedna si dheeraad ah loo hagaajiyo ballacyada shaqada.
Sida waafaqsan shuruudaha korontada, tuubada oo dhan waxaa loogu talagalay danab wadista oo ah 20 kV iyo hadda laba-laaban oo ah 2 × 80 mA. Si aan danabka ugu habboon ugu dhigno baaxadda hawlgalka ee SDV-SWS, waxaan u baahanahay inaan xisaabinno dhererka muddada p. Xiriirka ka dhexeeya danabka fallaadhaha iyo muddada waxaa lagu muujiyay isle'egta (1)10:
Marka la dejiyo wareegga wejiga 2.5π inta jeer ee dhexe ee 220 GHz, muddada p waxaa loo xisaabin karaa inay tahay 0.46 mm. Jaantuska 2a wuxuu muujinayaa sifooyinka kala firdhinta ee unugga cutubka SWS. Khadka iftiinka 20 kV si fiican ayuu ula mid yahay qalooca bimodal. Xargaha soo noqnoqda ee isku-dhafka ah waxay gaari karaan qiyaastii 70 GHz heerarka 210-265.3 GHz (qaab aan caadi ahayn) iyo 265.4-280 GHz (qaab xitaa). Jaantuska 2b wuxuu muujinayaa celceliska isku-xidhka iska caabbinta, kaas oo ka weyn 0.6 Ω laga bilaabo 210 ilaa 290 GHz, taasoo muujinaysa in is-dhexgal xooggan uu ka dhici karo baaxadda hawlgalka.
(a) Astaamaha kala firdhinta ee SDV-SW oo laba-qaab ah oo leh xariiq elektaroonig ah oo 20 kV ah.(b) Iska-caabbinta isdhexgalka ee wareegga hirarka gaabiska ah ee SDV.
Si kastaba ha ahaatee, waa muhiim in la ogaado in uu jiro farqi band ah oo u dhexeeya qaababka aan caadiga ahayn iyo kuwa xitaa, badanaana waxaan u jeednaa farqiga band-kan xarigga joojinta, sida ku cad Jaantuska 2a. Haddii TWT laga shaqeeyo meel u dhow band-kan soo noqnoqoshada, xoog isku xidhka beylka oo xooggan ayaa dhici kara, taas oo horseedi doonta gariir aan loo baahnayn. Codsiyada wax ku oolka ah, guud ahaan waxaan ka fogaannaa isticmaalka TWT meel u dhow band-ka joojinta. Si kastaba ha ahaatee, waxaa la arki karaa in farqiga band-ka ee qaab-dhismeedkan mowjadda gaabiska ah uu yahay 0.1 GHz oo keliya. Way adag tahay in la go'aamiyo in farqiga band-kan yar uu keeno gariir. Sidaa darteed, xasilloonida hawlgalka agagaarka band-ka joojinta waxaa lagu baari doonaa qaybta soo socota ee jilitaanka PIC si loo falanqeeyo haddii gariir aan loo baahnayn uu dhici karo.
Qaabka HFS oo dhan waxaa lagu muujiyay Jaantuska 3. Waxay ka kooban tahay laba marxaladood oo SDV-SWS ah, oo ay ku xiran yihiin soo-jeediyeyaasha Bragg. Shaqada soo-jeediyaha waa inuu jaro gudbinta calaamadaha u dhexeeya labada marxaladood, xakameeyo gariirka iyo milicsiga qaababka aan shaqaynayn sida qaababka sare ee ka dhasha daabyada sare iyo kuwa hoose, taasoo si weyn u hagaajinaysa xasilloonida tuubada oo dhan. Xidhiidhka deegaanka dibadda, waxaa sidoo kale loo isticmaalaa isku xidhka toosan ee laalaaban si loogu xiro SWS hagaha hirarka caadiga ah ee WR-4. Isugeynta gudbinta ee qaab-dhismeedka laba-heer waxaa lagu cabbiraa xalliye waqti oo ku jira barnaamijka jilitaanka 3D. Marka la eego saameynta dhabta ah ee band-ka terahertz ee walxaha, walxaha baqshadda faakiyuumka waxaa marka hore loo dejiyaa naxaas, iyo gudbinta waxaa loo dhimay 2.25×107 S/m12.
Jaantuska 4aad wuxuu muujinayaa natiijooyinka gudbinta ee HFS oo leh iyo kuwa aan lahayn isku xidhayaasha toosan ee toosan. Natiijooyinku waxay muujinayaan in isku xidhku uu saameyn yar ku leeyahay waxqabadka gudbinta ee HFS oo dhan. Lumitaanka soo celinta (S11 < − 10 dB) iyo luminta gelinta (S21 > − 5 dB) ee nidaamka oo dhan ee 207~280 GHz broadband waxay muujinayaan in HFS ay leedahay astaamo gudbin oo wanaagsan.
Maadaama korontada qalabka elektaroonigga ah ee faakuumka ah, qoriga elektaroonigga ah si toos ah ayuu u go'aamiyaa in qalabku uu soo saari karo awood wax soo saar oo ku filan. Iyada oo lagu darayo falanqaynta HFS ee Qaybta II, EOS laba-albaab ah ayaa loo baahan yahay in loo qaabeeyo si uu u bixiyo awood ku filan. Qaybtan, iyadoo lagu saleynayo shaqadii hore ee W-band8,9, qori elektaroonig ah oo labanlaab ah ayaa loo qaabeeyey iyadoo la adeegsanayo qayb maaskaro ah oo qorshaysan iyo elektroodhada xakamaynta. Marka hore, sida waafaqsan shuruudaha naqshadeynta ee SWS ee Qaybta. Sida lagu muujiyey Jaantuska. 2, danab wadista Ua ee fallaadhaha elektarooniga ah ayaa marka hore loo dejiyay 20 kV, hirarka I ee labada fallaadhaha elektarooniga ah labaduba waa 80 mA, dhexroorka fallaadhaha elektarooniga ahna waa 0.13 mm. Isla mar ahaantaana, si loo hubiyo in cufnaanta hadda ee fallaadhaha elektarooniga ah iyo katooliga la gaari karo, saamiga cadaadiska ee fallaadhaha elektarooniga ah waxaa loo dejiyay 7, markaa cufnaanta hadda ee fallaadhaha elektarooniga ah waa 603 A/cm2, cufnaanta hadda ee katooligana waa 86 A/cm2, taas oo lagu gaari karo Tan waxaa lagu gaaraa iyadoo la adeegsanayo agab cusub oo katooliga ah. Sida laga soo xigtay aragtida naqshadaynta 14, 15, 16, 17, qori caadi ah oo katooliga ah oo loo yaqaan Pierce electron ayaa si gaar ah loo aqoonsan karaa.
Jaantuska 5aad wuxuu muujinayaa jaantusyada qaabaysan ee toosan iyo kuwa toosan ee qoriga, siday u kala horreeyaan. Waxaa la arki karaa in muuqaalka qoriga elektarooniga ah ee jihada x uu ku dhow yahay mid la mid ah qoriga elektarooniga ah ee caadiga ah ee xaashida u eg, halka jihada y-ga labada fallaadho elektarooniga ah ay qayb ahaan kala soocaan maaskarada. Boosaska labada cathodes waa x = - 0.155 mm, y = 0 mm iyo x = 0.155 mm, y = 0 mm, siday u kala horreeyaan. Sida waafaqsan shuruudaha naqshadeynta ee saamiga cadaadiska iyo cabbirka duritaanka elektarooniga, cabbirrada labada dusha sare ee cathode waxaa lagu go'aamiyaa inay yihiin 0.91 mm × 0.13 mm.
Si loo sameeyo goobta korantada ee diiradda la saarayo ee ay hesho fallaadhaha elektarooniga ah ee jihada x-jihada simistar ah oo ku saabsan xarunteeda, warqaddani waxay ku dabaqaysaa elektaroono xakamayn ah qoriga elektarooniga ah. Marka la dejiyo danabka elektaroonada diiradda la saarayo iyo elektaroonada xakamaynta −20 kV, iyo danabka anode-ka 0 V, waxaan heli karnaa qaybinta waddada ee qoriga fallaadhaha laba-geesoodka ah, sida ku cad Jaantuska 6. Waxaa la arki karaa in elektaroonada la sii daayay ay leeyihiin cadaadis wanaagsan oo ku jira jihada y, fallaadho elektaroono kastana waxay isugu soo ururaan jihada x-jihada oo ku teedsan xarunteeda isku-dhafka ah, taas oo tilmaamaysa in elektaroonada xakamaynta ay dheelitirto goobta korontada ee aan sinnayn ee ay soo saarto elektaroonada diiradda la saarayo.
Jaantuska 7aad wuxuu muujinayaa baqshadda iftiinka ee jihooyinka x iyo y. Natiijooyinku waxay muujinayaan in masaafada saadaasha ee iftiinka elektarooniga ee jihada x ay ka duwan tahay tan jihada y. Masaafada tuurista ee jihada x waa qiyaastii 4mm, masaafada tuurista ee jihada yna waxay u dhowdahay 7mm. Sidaa darteed, masaafada tuurista dhabta ah waa in la doortaa inta u dhaxaysa 4 iyo 7 mm. Jaantuska 8aad wuxuu muujinayaa qaybta isgoyska ee iftiinka elektarooniga 4.6 mm laga bilaabo dusha sare ee cathode. Waxaan arki karnaa in qaabka qaybta isgoyska uu ugu dhow yahay iftiinka elektarooniga wareegsan ee caadiga ah. Masaafada u dhaxaysa labada fallaadho elektarooniga ah waxay u dhowdahay 0.31 mm ee loogu talagalay, gacantuna waa qiyaastii 0.13 mm, taas oo buuxisa shuruudaha naqshadeynta. Jaantuska 9aad wuxuu muujinayaa natiijooyinka jilitaanka ee hadda fallaadhaha. Waxaa la arki karaa in labada fallaadhaha iftiinka ay yihiin 76mA, taas oo si wanaagsan ula jaanqaadaysa 80mA ee loogu talagalay.
Marka la eego isbeddelka danabka wadista ee codsiyada wax ku oolka ah, waxaa lagama maarmaan ah in la barto xasaasiyadda danabka ee qaabkan. Kala duwanaanshaha danabka ee 19.8 ~ 20.6 kV, baqshadaha hadda jira iyo kuwa alwaaxda ayaa la helaa, sida ku cad Jaantuska 1aad iyo Jaantuska 1.10 iyo 11aad. Natiijooyinka, waxaa la arki karaa in isbeddelka danabka wadista uusan saameyn ku lahayn baqshadda danabka elektarooniga ah, iyo hadda danabka elektarooniga ah wuxuu isbedbeddelaa oo keliya 0.74 ilaa 0.78 A. Sidaa darteed, waxaa la tixgelin karaa in qoriga elektarooniga ah ee loogu talagalay warqaddan uu leeyahay xasaasiyad wanaagsan oo danabka ah.
Saamaynta isbeddellada danabka ee ku socda baqshadaha iftiinka jihada x- iyo y.
Goob diiradda birlabeed oo isku mid ah waa nidaam diiradda birlabeed oo joogto ah oo caadi ah. Sababtoo ah qaybinta goobta birlabeed ee isku midka ah ee ku baahsan kanaalka shucaaca, aad bay ugu habboon tahay alwaaxyada elektarooniga ah ee axisymmetric. Qaybtan, nidaam diiradda birlabeed oo isku mid ah ayaa la soo jeediyay si loo ilaaliyo gudbinta masaafada dheer ee alwaaxyada qalinka labanlaabka ah. Iyadoo la falanqeynayo goobta birlabeed ee la soo saaray iyo baqshadda alwaaxa, waxaa la soo jeediyay qaabka naqshadeynta nidaamka diiradda, waxaana la bartay dhibaatada xasaasiyadda. Sida laga soo xigtay aragtida gudbinta xasilloon ee hal qalin oo birlab ah18,19, qiimaha goobta birlabeed ee Brillouin waxaa lagu xisaabin karaa isla'eg (2). Warqaddan, waxaan sidoo kale u isticmaalnaa isbarbardhiggan si aan u qiyaasno goobta birlabeed ee alwaax qalin labanlaabka ah oo si dhinac ah loo qaybiyay. Iyada oo lagu darayo qoriga elektarooniga ah ee loogu talagalay warqaddan, qiimaha goobta birlabeed ee la xisaabiyay waa qiyaastii 4000 Gs. Sida laga soo xigtay Tixraaca 20, 1.5-2 jeer qiimaha la xisaabiyay ayaa badanaa lagu doortaa naqshadaha wax ku oolka ah.
Jaantuska 12 wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka nidaamka goobta diiradda saaraya goobta birlabta ee isku midka ah. Qaybta buluugga ah waa birlabta joogtada ah ee lagu birlabta jihada dhidibka. Xulashada walaxda waa NdFeB ama FeCoNi. Qalabka dib-u-hagaajinta Br ee qaabka jilitaanka waa 1.3 T iyo marin-u-helku waa 1.05. Si loo hubiyo gudbinta xasilloon ee birlabta wareegga oo dhan, dhererka birlabta waxaa marka hore loo dejiyay 70 mm. Intaa waxaa dheer, cabbirka birlabta ee jihada x ayaa go'aaminaya in goobta birlabta ee isdhaafka ah ee kanaalka birlabta ay tahay mid isku mid ah, taas oo u baahan in cabbirka jihada x uusan aad u yaraan karin. Isla mar ahaantaana, marka la eego qiimaha iyo miisaanka tuubada oo dhan, cabbirka birlabta waa inaysan aad u weynaan. Sidaa darteed, birlabta waxaa marka hore loo dejiyay 150 mm × 150 mm × 70 mm. Dhanka kale, si loo hubiyo in wareegga hirarka gaabiska ah oo dhan lagu meelayn karo nidaamka diiradda saarista, masaafada u dhaxaysa birlabta waxaa loo dejiyay 20mm.
Sannadkii 2015, Purna Chandra Panda21 waxay soo jeedisay gabal tiir oo leh god cusub oo tallaabo ah oo ku jira nidaam diiradda birlabeed oo isku mid ah, kaas oo sii yareyn kara baaxadda daadashada qulqulka ee katooliga iyo goobta birlabeed ee ka soo baxda godka tiirka. Warqaddan, waxaan ku darnaa qaab-dhismeed tallaabo ah qaybta tiirka ee nidaamka diiradda saaraya. Dhumucda qaybta tiirka waxaa markii hore loo dejiyay 1.5mm, dhererka iyo ballaca saddexda tallaabo waa 0.5mm, masaafada u dhaxaysa godadka tiirka waa 2mm, sida ku cad Jaantuska 13.
Jaantuska 14a wuxuu muujinayaa qaybinta goobta magnetic-ga ee axial-ka ee ku teedsan xariiqyada dhexe ee labada fallaadho electron ah. Waxaa la arki karaa in ciidamada goobta magnetic-ga ee ku teedsan labada fallaadho electron ay siman yihiin. Qiimaha goobta magnetic-ga waa qiyaastii 6000 Gs, taasoo ah 1.5 jeer garoonka Brillouin ee aragtida ah si loo kordhiyo gudbinta iyo waxqabadka diiradda saarista. Isla mar ahaantaana, goobta magnetic-ga ee cathode-ka waa ku dhawaad ​​0, taasoo muujinaysa in qaybta tiirku ay saameyn wanaagsan ku leedahay ka hortagga daadinta qulqulka magnetic-ga. Jaantuska 14b wuxuu muujinayaa qaybinta goobta magnetic-ga ee isdhaafka ah Iyada oo loo marayo jihada z ee geeska sare ee labada fallaadho electron ah. Waxaa la arki karaa in goobta magnetic-ga ee isdhaafka ah ay ka yar tahay 200 Gs oo keliya godka qaybta tiir, halka wareegga hirarka gaabiska ah, goobta magnetic-ga ee isdhaafka ah ay ku dhowdahay eber, taas oo caddaynaysa in saameynta goobta magnetic-ga ee isdhaafka ah ee ku taal fallaadhaha electron-ka ay tahay mid aan la taaban karin. Si looga hortago dheregsanaanta magnetic-ga ee qaybaha tiir, waxaa lagama maarmaan ah in la barto xoogga goobta magnetic-ga ee gudaha qaybaha tiir. Jaantuska 14c wuxuu muujinayaa qiimaha buuxa ee qaybinta goobta magnetic-ga ee gudaha qaybta tiir. Waxaa la arki karaa in qiimaha buuxa ee Xoogga goobta birlabta ayaa ka yar 1.2T, taasoo muujinaysa in dheregta birlabta ee qaybta tiirka aysan dhici doonin.
Qaybinta xoogga goobta birlabta ee Br = 1.3 T.(a) Qaybinta goobta axial.(b) Qaybinta goobta dhinaceeda Jihada z.(c) Qiimaha buuxa ee qaybinta goobta ee ku jirta qaybta tiirka.
Iyada oo ku saleysan moduleka CST PS, booska qaraabo ee axial ee qoriga laba-geesoodka ah iyo nidaamka diiradda saaraya ayaa la hagaajiyay. Sida ku cad Tixraaca 9 iyo jilitaanka, goobta ugu habboon waa meesha qaybta anode ay ka dul marto qaybta tiirka meel ka fog birlabta. Si kastaba ha ahaatee, waxaa la ogaaday in haddii dib-u-hagaajinta loo dejiyo 1.3T, gudbinta fallaadhaha elektarooniga ah ma gaari karto 99%. Marka la kordhiyo dib-u-hagaajinta ilaa 1.4 T, goobta magnetic-ga ee diiradda saaraya waxaa la kordhin doonaa ilaa 6500 Gs. Jidadka fallaadhaha ee diyaaradaha xoz iyo yoz waxaa lagu muujiyay Jaantuska 15. Waxaa la arki karaa in fallaadha ay leedahay gudbin wanaagsan, isbeddel yar, iyo masaafada gudbinta oo ka weyn 45mm.
Jidadka laba-laaban ee qoryaha qalinka ah ee hoos yimaada nidaamka birlabta isku midka ah oo leh Br = 1.4 T.(a) diyaarad xoz.(b) diyaarad yoz.
Jaantuska 16 wuxuu muujinayaa qaybta isgoyska ee godka meelo kala duwan oo ka fog cathode-ka. Waxaa la arki karaa in qaabka qaybta godka ee nidaamka diiradda la saarayo si fiican loo ilaaliyo, dhexroorka qaybtuna aanu wax badan isbeddelin. Jaantuska 17 wuxuu muujinayaa baqshadaha alwaaxa ee jihooyinka x iyo y, siday u kala horreeyaan. Waxaa la arki karaa in isbeddelka alwaaxa ee labada jiho uu aad u yar yahay. Jaantuska 18 wuxuu muujinayaa natiijooyinka jilitaanka ee hadda alwaaxa. Natiijooyinku waxay muujinayaan in hadda ay tahay qiyaastii 2 × 80 mA, taas oo la jaanqaadaysa qiimaha la xisaabiyay ee naqshadda qoriga elektarooniga ah.
Qaybta isgoyska ee shucaaca elektarooniga ah (oo leh nidaamka diiradda saarista) oo ku taal meelo kala duwan oo ka fog cathode-ka.
Marka la eego dhibaatooyin taxane ah sida khaladaadka isu-imaatinka, isbeddellada danabka, iyo isbeddellada xoogga goobta birlabta ee codsiyada wax-ku-oolka ah, waxaa lagama maarmaan ah in la falanqeeyo xasaasiyadda nidaamka diiradda saaraya. Maadaama ay jirto farqi u dhexeeya qaybta anode iyo qaybta tiirka ee habaynta dhabta ah, farqigan waa in lagu dejiyaa jilitaanka. Qiimaha farqiga waxaa loo dejiyay 0.2 mm Jaantuska 19a wuxuu muujinayaa baqshadda alwaaxa iyo hadda iftiinka jihada y. Natiijadani waxay muujinaysaa in isbeddelka baqshadda alwaaxa uusan muhiim ahayn oo hadda iftiinka uu si dhib yar isu beddelo. Sidaa darteed, nidaamku ma dareemayo khaladaadka isu-imaatinka. Isbeddelka danabka wadista, heerka qaladka waxaa loo dejiyay ±0.5 kV. Jaantuska 19b wuxuu muujinayaa natiijooyinka isbarbardhigga. Waxaa la arki karaa in isbeddelka danabku uu saameyn yar ku leeyahay baqshadda alwaaxa. Kala duwanaanshaha qaladka waxaa laga dejiyay -0.02 ilaa +0.03 T isbeddellada xoogga goobta birlabta. Natiijooyinka isbarbardhigga waxaa lagu muujiyay Jaantuska 20. Waxaa la arki karaa in baqshadda alwaaxa ay si dhib yar isu beddesho, taasoo la macno ah in EOS oo dhan uusan dareen u lahayn isbeddellada xoogga goobta birlabta.
Baqshadda alwaaxa iyo natiijada hadda jirta iyadoo la adeegsanayo nidaam diiradda birlab ah oo isku mid ah. (a) Dulqaadka isu-imaatinku waa 0.2 mm.(b) Isbeddelka danabka wadista waa ±0.5 kV.
Baqshadda alwaaxda ee hoos timaada nidaamka diiradda saarista birlabta oo isku mid ah oo leh isbeddello xoog leh oo ku yimaada goobta birlabta ee axial oo u dhaxaysa 0.63 ilaa 0.68 T.
Si loo hubiyo in nidaamka diiradda lagu saarayo ee loogu talagalay warqaddan uu la jaan qaadi karo HFS, waxaa lagama maarmaan ah in la isku daro nidaamka diiradda lagu saarayo iyo HFS si loo sameeyo cilmi-baaris. Jaantuska 21 wuxuu muujinayaa isbarbardhigga baqshadaha alwaaxa leh iyo kuwa aan lahayn HFS. Natiijooyinka waxay muujinayaan in baqshadda alwaaxdu aysan wax badan isbeddelin marka HFS oo dhan la raro. Sidaa darteed, nidaamka diiradda lagu saarayo wuxuu ku habboon yahay tuubada hirarka ee safarka ah ee HFS ee naqshadda kor ku xusan.
Si loo xaqiijiyo saxnaanta EOS ee lagu soo jeediyay Qaybta III iyo in la baaro waxqabadka 220 GHz SDV-TWT, waxaa la sameeyaa jilitaan 3D-PIC ah oo isdhexgalka hirarka-mawjadaha. Sababtoo ah xaddidaadaha software-ka jilitaan, ma aanan awoodin inaan ku darno EOS oo dhan HFS. Sidaa darteed, qoriga elektaroonigga ah waxaa lagu beddelay dusha sare oo u dhiganta oo leh dhexroor 0.13mm ah iyo masaafada u dhaxaysa labada dusha sare ee 0.31mm, isla xuduudaha qoriga elektaroonigga ah ee kor lagu naqshadeeyay. Sababtoo ah xasaasiyad la'aanta iyo xasilloonida wanaagsan ee EOS, danabka wadista si habboon ayaa loo hagaajin karaa si loo gaaro awoodda wax soo saarka ugu fiican ee jilitaan PIC. Natiijooyinka jilitaanku waxay muujinayaan in awoodda wax soo saarka iyo faa'iidada buuxa lagu heli karo danabka wadista ee 20.6 kV, hadda iftiinka ee 2 × 80 mA (603 A/cm2), iyo awoodda gelinta ee 0.05 W.
Si loo helo calaamadda wax soo saarka ugu fiican, tirada wareegyada sidoo kale waa in la hagaajiyaa. Awoodda wax soo saarka ugu fiican waxaa la helaa marka tirada laba marxaladood ay tahay 42 + 48 wareeg, sida ku cad Jaantuska 22a. Calaamadda gelinta 0.05 W waxaa lagu kordhiyaa 314 W iyadoo leh faa'iido 38 dB. Jaantuska awoodda wax soo saarka ee ay heshay Fast Fourier Transform (FFT) waa saafi, oo ugu sarreysa 220 GHz. Jaantuska 22b wuxuu muujinayaa qaybinta booska axial ee tamarta elektarooniga ee SWS, iyadoo inta badan elektaroonada ay luminayaan tamarta. Natiijadani waxay muujinaysaa in SDV-SW ay u rogi karto tamarta dhaqdhaqaaqa elektarooniga calaamadaha RF, taasoo xaqiijinaysa kor u qaadista calaamadaha.
Calaamadda wax soo saarka SDV-SW ee 220 GHz.(a) Awoodda wax soo saarka oo leh baaxadda ku jirta.(b) Qaybinta tamarta ee elektaroonada oo leh fallaadhaha elektarooniga ah ee dhammaadka qaybta SWS.
Jaantuska 23 wuxuu muujinayaa baaxadda awoodda wax soo saarka iyo faa'iidada SDV-TWT oo ah laba-qaab laba-qaab ah. Waxqabadka wax soo saarka waxaa si dheeraad ah loo hagaajin karaa iyadoo la adeegsanayo mawjadaha laga bilaabo 200 ilaa 275 GHz iyo hagaajinta danabka wadista. Natiijadani waxay muujinaysaa in baaxadda 3-dB ay dabooli karto 205 ilaa 275 GHz, taasoo la macno ah in hawlgalka laba-qaab uu si weyn u ballaarin karo baaxadda hawlgalka.
Si kastaba ha ahaatee, sida laga soo xigtay Jaantuska 2a, waxaan ognahay inuu jiro xarig joojin ah oo u dhexeeya qaababka aan caadiga ahayn iyo kuwa aan caadiga ahayn, taasoo keeni karta dhaqdhaqaaq aan loo baahnayn. Sidaa darteed, xasilloonida shaqada ee ku wareegsan joogsiyada ayaa loo baahan yahay in la barto. Jaantusyada 24a-c waa natiijooyinka jilitaanka 20 ns ee 265.3 GHz, 265.35 GHz, iyo 265.4 GHz, siday u kala horreeyaan. Waxaa la arki karaa in inkastoo natiijooyinka jilitaanka ay leeyihiin isbeddello qaar, awoodda wax soo saarku ay tahay mid deggan. Jaantuska waxaa sidoo kale lagu muujiyay Jaantuska 24 siday u kala horreeyaan, spectrumku waa saafi. Natiijooyinkani waxay muujinayaan in aysan jirin is-rogid u dhow xarigga joojinta.
Samaynta iyo cabbiraadda ayaa lagama maarmaan u ah xaqiijinta saxnaanta HFS oo dhan. Qaybtan, HFS waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo tignoolajiyada xakamaynta tirooyinka kombiyuutarka (CNC) oo leh dhexroor qalab ah oo ah 0.1 mm iyo saxnaanta mashiinka oo ah 10 μm. Qalabka loogu talagalay qaab-dhismeedka soo noqnoqda sare waxaa bixiya naxaas aan oksijiin lahayn oo leh koronto-qaadasho sare (OFHC). Jaantuska 25a wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka la sameeyay. Qaab-dhismeedka oo dhan wuxuu leeyahay dherer ah 66.00 mm, ballac ah 20.00 mm iyo dherer ah 8.66 mm. Siddeed god oo biin ah ayaa lagu qaybiyay hareeraha qaab-dhismeedka. Jaantuska 25b wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka iyadoo la sawirayo mikroskoobka elektaroonigga ah (SEM). Daabyada qaab-dhismeedkan si isku mid ah ayaa loo soo saaraa waxayna leeyihiin qallafsanaan dusha sare oo wanaagsan. Ka dib cabbir sax ah, qaladka guud ee mashiinka waa ka yar yahay 5%, qallafsanaanta dusha sarena waa qiyaastii 0.4 μm. Qaab-dhismeedka mashiinka wuxuu buuxiyaa shuruudaha naqshadeynta iyo saxnaanta.
Jaantuska 26 wuxuu muujinayaa isbarbardhigga natiijooyinka baaritaanka dhabta ah iyo jilitaanka waxqabadka gudbinta. Dekedda 1 iyo Dekedda 2 ee Jaantuska 26a waxay u dhigmaan dekedaha gelinta iyo soo saarista ee HFS, siday u kala horreeyaan, waxayna u dhigmaan Dekedda 1 iyo Dekedda 4 ee Jaantuska 3. Natiijooyinka cabbirka dhabta ah ee S11 ayaa wax yar ka wanaagsan natiijooyinka jilitaanka. Isla mar ahaantaana, natiijooyinka la cabbiray ee S21 ayaa wax yar ka sii daran. Sababtu waxay noqon kartaa in dhaqdhaqaaqa walxaha ee lagu dejiyay jilitaanka uu aad u sarreeyo oo qallafsanaanta dusha sare ka dib marka la farsameeyo dhabta ah ay liidato. Guud ahaan, natiijooyinka la cabbiray waxay si fiican ula jaan qaadayaan natiijooyinka jilitaanka, baaxadda gudbintana waxay buuxinaysaa shuruudaha 70 GHz, taas oo xaqiijinaysa suurtagalnimada iyo saxnaanta SDV-TWT ee la soo jeediyay. Sidaa darteed, marka lagu daro habka wax soo saarka dhabta ah iyo natiijooyinka tijaabada, naqshadeynta SDV-TWT ee laba-geesoodka ah ee aadka u ballaaran ee lagu soo jeediyay warqaddan waxaa loo isticmaali karaa wax soo saarka iyo codsiyada xiga.
Warqaddan, naqshad faahfaahsan oo ku saabsan qaybinta planar 220 GHz dual-beam SDV-TWT ayaa lagu soo bandhigay. Isku-darka hawlgalka laba-qaab iyo kicinta laba-qaab ayaa sii kordhinaysa baaxadda hawlgalka iyo awoodda wax soo saarka. Baaritaanka wax soo saarka iyo tijaabada qabow ayaa sidoo kale la sameeyaa si loo xaqiijiyo saxnaanta HFS oo dhan. Natiijooyinka cabbirka dhabta ah waxay si fiican ula jaan qaadayaan natiijooyinka jilitaanka. EOS-ka laba-qaab ee loogu talagalay, qayb maaskaro ah iyo elektroodhyo kontorool ah ayaa la wada isticmaalay si loo soo saaro fallaadho laba-qalin ah. Iyada oo la raacayo goobta magnetic-ga ee diiradda saareysa isku-dhafka ah, fallaadhaha elektaroonigga ah waxaa si joogto ah loogu gudbin karaa masaafooyin dheer oo leh qaab wanaagsan. Mustaqbalka, wax soo saarka iyo tijaabinta EOS ayaa la samayn doonaa, tijaabada kulaylka ee TWT oo dhanna waa la fulin doonaa. Qorshahan naqshadeynta SDV-TWT ee lagu soo jeediyay warqaddan ayaa si buuxda isugu daraya tignoolajiyada farsamaynta diyaaradda ee hadda jirta, waxayna muujinaysaa awood weyn oo ku jirta tilmaamayaasha waxqabadka iyo habaynta iyo isu-imaatinka. Sidaa darteed, warqaddani waxay aaminsan tahay in qaab-dhismeedka planar uu u badan yahay inuu noqdo isbeddelka horumarinta aaladaha elektaroonigga ah ee faaruq ah ee kooxda terahertz.
Inta badan xogta cayriin iyo moodooyinka falanqaynta ee daraasaddan waxaa lagu daray warqaddan. Macluumaad dheeraad ah oo khuseeya waxaa laga heli karaa qoraaga ku habboon marka la codsado macquul.
Gamzina, D. et al. Nanoscale CNC machining ee qalabka elektarooniga ah ee sub-terahertz vacuum. IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. iyo Paoloni, C. Microfabrication UV-LIGA ee hagaha hirarka ee sub-terahertz iyadoo la adeegsanayo sawir-qaadis badan oo SU-8 ah. J. Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS et al. 2017 khariidadda tignoolajiyada THz.J. Physics.D si loo codsado.physics.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC Xayiraad xooggan oo ku saabsan faafinta hirarka plasmonic iyada oo loo marayo mawjadaha laba-jibbaaran ee aadka u ballaaran.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041646 (2008).
Baig, A. iyo kuwa kale. Waxqabadka Amplifier-ka Tareenka Wareega ee Nano CNC ee lagu farsameeyay 220-GHz. Qalabka elektaroonigga ah ee IEEE Trans.64, 590–592 (2017).
Han, Y. & Ruan, CJ Baaritaanka xasillooni darrada diocotron ee fallaadhaha elektarooniga ah ee xaashida ballaaran ee aan dhammaadka lahayn iyadoo la adeegsanayo aragtida moodeelka dareeraha qabow ee macroscopic. Chin Phys B. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/104101 (2011).
Galdetskiy, AV oo fursad u helaya in la kordhiyo baaxadda iyadoo la adeegsanayo qaab-dhismeedka toosan ee alwaaxda ee klystron-ka badan. Shirkii 12-aad ee Caalamiga ahaa ee IEEE ee Elektroonigga Faakuumka, Bangalore, Hindiya, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.2011.5747003 (2011).
Nguyen, CJ et al. Naqshadeynta qoryaha elektarooniga ah ee saddex-albaabka leh oo leh qaybin diyaaradeed oo kala qaybsan oo ku jirta tuubada hirarka laba-daab leh ee W-band oo isdhaafsan[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 waxay qaybisay nidaamka indhaha elektarooniga ah ee saddex-beam oo leh kala-soocid iftiin cidhiidhi ah oo loogu talagalay qaabka aasaasiga ah ee W-band TWT. IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021).
Zhan, M. Cilmi-baaris ku saabsan Tuubada Socdaalka Mowjadaha Laba-Daab leh ee Isku-dhafan oo leh Alwaaxyo Wareed oo Millimeter-Move ah 20-22 (PhD, Jaamacadda Beihang, 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. Daraasad ku saabsan xasilloonida isdhexgalka hirarka-hirarka ee tuubada hirarka laba-daab ee isku xiran ee G-band. 2018 Shirka Caalamiga ah ee 43-aad ee ku saabsan Millimeter-ka Infrared-ka iyo Hirarka Terahertz, Nagoya.8510263, https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2018.8510263 (2018).