Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவி பதிப்பில் CSS-க்கு குறைந்த ஆதரவு உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்). இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்ய, ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் தளத்தைக் காண்பிப்போம்.
இந்த ஆய்வறிக்கையில், 220GHz பிராட்பேண்ட் உயர்-சக்தி இடைப்பட்ட இரட்டை-பிளேடு பயண அலை குழாய் வடிவமைக்கப்பட்டு சரிபார்க்கப்பட்டுள்ளது.முதலாவதாக, ஒரு பிளானர் இரட்டை-பீம் தடுமாறிய இரட்டை-பிளேடு மெதுவான-அலை அமைப்பு முன்மொழியப்பட்டது.இரட்டை-முறை செயல்பாட்டுத் திட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பரிமாற்ற செயல்திறன் மற்றும் அலைவரிசை ஒற்றை-பயன்முறையை விட கிட்டத்தட்ட இரு மடங்கு ஆகும்.இரண்டாவதாக, அதிக வெளியீட்டு சக்தியின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கும் பயண அலைக் குழாயின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கும், இரட்டை பென்சில் வடிவ மின்னணு ஒளியியல் அமைப்பு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, ஓட்டுநர் மின்னழுத்தம் 20~21 kV, மற்றும் மின்னோட்டம் 2 × 80 mA ஆகும்.இலக்குகளை வடிவமைத்தல்.இரட்டை பீம் துப்பாக்கியில் முகமூடி பகுதி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்முனையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இரண்டு பென்சில் கற்றைகளையும் 7 என்ற சுருக்க விகிதத்துடன் அந்தந்த மையங்களில் கவனம் செலுத்தலாம், கவனம் செலுத்தும் தூரம் சுமார் 0.18 மிமீ, மற்றும் நிலைத்தன்மை நன்றாக உள்ளது.சீரான காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.பிளானர் இரட்டை எலக்ட்ரான் கற்றையின் நிலையான பரிமாற்ற தூரம் 45 மிமீ அடையலாம், மேலும் கவனம் செலுத்தும் காந்தப்புலம் 0.6 T ஆகும், இது முழு உயர் அதிர்வெண்ணையும் மறைக்க போதுமானது. அமைப்பு (HFS). பின்னர், எலக்ட்ரான்-ஆப்டிகல் அமைப்பின் பயன்பாட்டினையும் மெதுவான-அலை கட்டமைப்பின் செயல்திறனையும் சரிபார்க்க, துகள் செல் (PIC) உருவகப்படுத்துதல்கள் முழு HFS இல் செய்யப்பட்டன. பீம்-இன்டராக்ஷன் அமைப்பு 220 GHz இல் கிட்டத்தட்ட 310 W இன் உச்ச வெளியீட்டு சக்தியை அடைய முடியும் என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன, உகந்த பீம் மின்னழுத்தம் 20.6 kV, பீம் மின்னோட்டம் 2 × 80 mA, ஆதாயம் 38 dB, மற்றும் 3-dB அலைவரிசை 35 dB ஐ விட அதிகமாக உள்ளது சுமார் 70 GHz. இறுதியாக, HFS இன் செயல்திறனை சரிபார்க்க உயர்-துல்லிய நுண் கட்டமைப்பு உருவாக்கம் செய்யப்படுகிறது, மேலும் அலைவரிசை மற்றும் பரிமாற்ற பண்புகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளன என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. எனவே, இந்த ஆய்வறிக்கையில் முன்மொழியப்பட்ட திட்டம் எதிர்கால பயன்பாடுகளுக்கான சாத்தியக்கூறுகளுடன் உயர்-சக்தி, அல்ட்ரா-பிராட்பேண்ட் டெராஹெர்ட்ஸ்-பேண்ட் கதிர்வீச்சு மூலங்களை உருவாக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
ஒரு பாரம்பரிய வெற்றிட மின்னணு சாதனமாக, பயண அலை குழாய் (TWT) உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட ரேடார், செயற்கைக்கோள் தொடர்பு அமைப்புகள் மற்றும் விண்வெளி ஆய்வு போன்ற பல பயன்பாடுகளில் ஈடுசெய்ய முடியாத பங்கை வகிக்கிறது. இருப்பினும், இயக்க அதிர்வெண் டெராஹெர்ட்ஸ் பட்டைக்குள் நுழையும் போது, ​​பாரம்பரிய இணைந்த-குழி TWT மற்றும் ஹெலிகல் TWT ஆகியவை ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெளியீட்டு சக்தி, குறுகிய அலைவரிசை மற்றும் கடினமான உற்பத்தி செயல்முறைகள் காரணமாக மக்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியவில்லை. எனவே, THz பட்டையின் செயல்திறனை எவ்வாறு விரிவாக மேம்படுத்துவது என்பது பல அறிவியல் ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களுக்கு மிகவும் கவலையளிக்கும் பிரச்சினையாக மாறியுள்ளது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், தடுமாறிய இரட்டை-பிளேடு (SDV) கட்டமைப்புகள் மற்றும் மடிந்த அலை வழிகாட்டி (FW) கட்டமைப்புகள் போன்ற புதிய மெதுவான-அலை கட்டமைப்புகள் (SWSகள்), அவற்றின் இயற்கையான பிளானர் கட்டமைப்புகள், குறிப்பாக நம்பிக்கைக்குரிய ஆற்றலுடன் கூடிய புதிய SDV-SWSகள் காரணமாக விரிவான கவனத்தைப் பெற்றுள்ளன. இந்த அமைப்பு 20084 இல் UC-Davis ஆல் முன்மொழியப்பட்டது. கணினி எண் கட்டுப்பாடு (CNC) மற்றும் UV-LIGA, அனைத்து-உலோகம் போன்ற மைக்ரோ-நானோ செயலாக்க நுட்பங்களால் பிளானர் கட்டமைப்பை எளிதாக உருவாக்க முடியும். தொகுப்பு அமைப்பு அதிக வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் ஆதாயத்துடன் பெரிய வெப்பத் திறனை வழங்க முடியும், மேலும் அலை வழிகாட்டி போன்ற அமைப்பு பரந்த வேலை அலைவரிசையையும் வழங்க முடியும். தற்போது, ​​UC டேவிஸ் 2017 இல் முதன்முறையாக SDV-TWT G-band5 இல் 100 W க்கும் அதிகமான உயர்-சக்தி வெளியீடுகளையும் கிட்டத்தட்ட 14 GHz அலைவரிசை சமிக்ஞைகளையும் உருவாக்க முடியும் என்பதை நிரூபித்தது. இருப்பினும், இந்த முடிவுகள் இன்னும் டெராஹெர்ட்ஸ் பேண்டில் அதிக சக்தி மற்றும் பரந்த அலைவரிசையின் தொடர்புடைய தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியாத இடைவெளிகளைக் கொண்டுள்ளன.UC-Davis இன் G-band SDV-TWT க்கு, தாள் எலக்ட்ரான் கற்றைகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இந்தத் திட்டம் பீமின் மின்னோட்டத்தைச் சுமக்கும் திறனை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்றாலும், தாள் பீம் எலக்ட்ரான் ஆப்டிகல் அமைப்பின் (EOS) உறுதியற்ற தன்மை காரணமாக நீண்ட பரிமாற்ற தூரத்தை பராமரிப்பது கடினம், மேலும் ஒரு ஓவர்-மோட் பீம் டன்னல் உள்ளது, இது பீமை சுய-ஒழுங்குபடுத்தவும் காரணமாக இருக்கலாம். – உற்சாகம் மற்றும் அலைவு 6,7. அதிக வெளியீட்டு சக்தி, பரந்த அலைவரிசை மற்றும் THz TWT இன் நல்ல நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக, இரட்டை-முறை செயல்பாட்டைக் கொண்ட இரட்டை-பீம் SDV-SWS இந்த ஆய்வறிக்கையில் முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. அதாவது, இயக்க அலைவரிசையை அதிகரிக்க, இரட்டை-முறை செயல்பாடு இந்த கட்டமைப்பில் முன்மொழியப்பட்டு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. மேலும், வெளியீட்டு சக்தியை அதிகரிக்க, இரட்டை பென்சில் கற்றைகளின் பிளானர் விநியோகமும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. செங்குத்து அளவு கட்டுப்பாடுகள் காரணமாக ஒற்றை பென்சில் கற்றை ரேடியோக்கள் ஒப்பீட்டளவில் சிறியவை. மின்னோட்ட அடர்த்தி மிக அதிகமாக இருந்தால், பீம் மின்னோட்டம் குறைக்கப்பட வேண்டும், இதன் விளைவாக ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெளியீட்டு சக்தி கிடைக்கும். பீம் மின்னோட்டத்தை மேம்படுத்த, பிளானர் விநியோகிக்கப்பட்ட மல்டிபீம் EOS உருவாகியுள்ளது, இது SWS இன் பக்கவாட்டு அளவைப் பயன்படுத்துகிறது. சுயாதீன பீம் சுரங்கப்பாதை காரணமாக, பிளானர் விநியோகிக்கப்பட்ட மல்டி-பீம் அதிக மொத்த பீம் மின்னோட்டத்தையும் ஒரு பீமுக்கு ஒரு சிறிய மின்னோட்டத்தையும் பராமரிப்பதன் மூலம் அதிக வெளியீட்டு சக்தியை அடைய முடியும், இது தாள்-பீம் சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஓவர்மோட் பீம் சுரங்கப்பாதையைத் தவிர்க்கலாம். எனவே, பயண அலைக் குழாயின் நிலைத்தன்மையை பராமரிப்பது நன்மை பயக்கும். முந்தைய வேலையின் அடிப்படையில்8,9, இந்த ஆய்வறிக்கை இரட்டை பென்சில் கற்றை EOS ஐ மையப்படுத்தும் ஒரு G-பேண்ட் சீரான காந்தப்புலத்தை முன்மொழிகிறது, இது கற்றையின் நிலையான பரிமாற்ற தூரத்தை பெரிதும் மேம்படுத்தலாம் மற்றும் கற்றை தொடர்பு பகுதியை மேலும் அதிகரிக்கலாம், இதன் மூலம் வெளியீட்டு சக்தியை பெரிதும் மேம்படுத்தலாம்.
இந்த ஆய்வறிக்கையின் அமைப்பு பின்வருமாறு.முதலில், அளவுருக்கள், சிதறல் பண்புகள் பகுப்பாய்வு மற்றும் உயர் அதிர்வெண் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் கொண்ட SWS செல் வடிவமைப்பு விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. பின்னர், அலகு செல்லின் கட்டமைப்பின் படி, இரட்டை பென்சில் கற்றை EOS மற்றும் கற்றை தொடர்பு அமைப்பு இந்த ஆய்வறிக்கையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. EOS இன் பயன்பாட்டினையும் SDV-TWT இன் செயல்திறனையும் சரிபார்க்க, செல்லுலார் துகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளும் வழங்கப்படுகின்றன. கூடுதலாக, முழு HFS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க, புனைகதை மற்றும் குளிர் சோதனை முடிவுகளை கட்டுரை சுருக்கமாக வழங்குகிறது. இறுதியாக ஒரு சுருக்கத்தை உருவாக்கவும்.
TWT இன் மிக முக்கியமான கூறுகளில் ஒன்றாக, மெதுவான-அலை கட்டமைப்பின் சிதறல் பண்புகள், எலக்ட்ரான் வேகம் SWS இன் கட்ட வேகத்துடன் பொருந்துகிறதா என்பதைக் குறிக்கிறது, இதனால் பீம்-அலை தொடர்புகளில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. முழு TWT இன் செயல்திறனை மேம்படுத்த, மேம்படுத்தப்பட்ட தொடர்பு அமைப்பு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. அலகு கலத்தின் அமைப்பு படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. தாள் கற்றையின் உறுதியற்ற தன்மை மற்றும் ஒற்றை பேனா கற்றையின் சக்தி வரம்பைக் கருத்தில் கொண்டு, வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் செயல்பாட்டு நிலைத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்த கட்டமைப்பு இரட்டை பேனா கற்றையை ஏற்றுக்கொள்கிறது. இதற்கிடையில், வேலை செய்யும் அலைவரிசையை அதிகரிக்க, SWS செயல்பட இரட்டை முறை முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. SDV கட்டமைப்பின் சமச்சீர்மை காரணமாக, மின்காந்த புல சிதறல் சமன்பாட்டின் தீர்வை ஒற்றைப்படை மற்றும் இரட்டை முறைகளாகப் பிரிக்கலாம். அதே நேரத்தில், குறைந்த அதிர்வெண் பட்டையின் அடிப்படை ஒற்றைப்படை முறை மற்றும் உயர் அதிர்வெண் பட்டையின் அடிப்படை இரட்டை முறை ஆகியவை பீம் தொடர்புகளின் பிராட்பேண்ட் ஒத்திசைவை உணரப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் மூலம் வேலை செய்யும் அலைவரிசையை மேலும் மேம்படுத்துகின்றன.
மின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப, முழு குழாயும் 20 kV இன் இயக்க மின்னழுத்தத்துடனும் 2 × 80 mA இரட்டை கற்றை மின்னோட்டத்துடனும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மின்னழுத்தத்தை SDV-SWS இன் இயக்க அலைவரிசையுடன் முடிந்தவரை நெருக்கமாக பொருத்த, p காலத்தின் நீளத்தை நாம் கணக்கிட வேண்டும். கற்றை மின்னழுத்தத்திற்கும் காலகட்டத்திற்கும் இடையிலான உறவு சமன்பாடு (1)10 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது:
220 GHz மைய அதிர்வெண்ணில் கட்ட மாற்றத்தை 2.5π ஆக அமைப்பதன் மூலம், p காலத்தை 0.46 மிமீ என்று கணக்கிடலாம். படம் 2a SWS அலகு செல்லின் சிதறல் பண்புகளைக் காட்டுகிறது. 20 kV பீம்லைன் பைமோடல் வளைவுடன் நன்றாகப் பொருந்துகிறது. பொருந்தக்கூடிய அதிர்வெண் பட்டைகள் 210–265.3 GHz (ஒற்றைப்படை முறை) மற்றும் 265.4–280 GHz (இரட்டை முறை) வரம்புகளில் சுமார் 70 GHz ஐ அடையலாம். படம் 2b சராசரி இணைப்பு மின்மறுப்பைக் காட்டுகிறது, இது 210 முதல் 290 GHz வரை 0.6 Ω ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, இது இயக்க அலைவரிசையில் வலுவான இடைவினைகள் ஏற்படக்கூடும் என்பதைக் குறிக்கிறது.
(அ) ​​20 kV எலக்ட்ரான் கற்றை வரிசையுடன் கூடிய இரட்டை-முறை SDV-SWS இன் பரவல் பண்புகள். (ஆ) SDV மெதுவான-அலை சுற்றுகளின் தொடர்பு மின்மறுப்பு.
இருப்பினும், ஒற்றைப்படை மற்றும் இரட்டைப்படை முறைகளுக்கு இடையே ஒரு பட்டை இடைவெளி இருப்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், மேலும் படம் 2a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த பட்டை இடைவெளியை நாங்கள் வழக்கமாக நிறுத்த பட்டை என்று குறிப்பிடுகிறோம். இந்த அதிர்வெண் பட்டைக்கு அருகில் TWT இயக்கப்பட்டால், வலுவான பீம் இணைப்பு வலிமை ஏற்படலாம், இது தேவையற்ற அலைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும். நடைமுறை பயன்பாடுகளில், பொதுவாக ஸ்டாப் பேண்டிற்கு அருகில் TWT ஐப் பயன்படுத்துவதைத் தவிர்க்கிறோம். இருப்பினும், இந்த மெதுவான-அலை கட்டமைப்பின் பட்டை இடைவெளி 0.1 GHz மட்டுமே என்பதைக் காணலாம். இந்த சிறிய பட்டை இடைவெளி அலைவுகளை ஏற்படுத்துகிறதா என்பதை தீர்மானிப்பது கடினம். எனவே, தேவையற்ற அலைவுகள் ஏற்படுமா என்பதை பகுப்பாய்வு செய்ய, ஸ்டாப் பேண்டைச் சுற்றியுள்ள செயல்பாட்டின் நிலைத்தன்மை பின்வரும் PIC உருவகப்படுத்துதல் பிரிவில் ஆராயப்படும்.
முழு HFS இன் மாதிரியும் படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இது SDV-SWS இன் இரண்டு நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பிராக் பிரதிபலிப்பான்களால் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பிரதிபலிப்பாளரின் செயல்பாடு, இரண்டு நிலைகளுக்கு இடையேயான சமிக்ஞை பரிமாற்றத்தைத் துண்டிப்பது, மேல் மற்றும் கீழ் பிளேடுகளுக்கு இடையில் உருவாக்கப்படும் உயர்-வரிசை முறைகள் போன்ற செயல்படாத முறைகளின் அலைவு மற்றும் பிரதிபலிப்பை அடக்குவது, இதன் மூலம் முழு குழாயின் நிலைத்தன்மையையும் பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது. வெளிப்புற சூழலுடன் இணைப்பதற்காக, SWS ஐ WR-4 நிலையான அலை வழிகாட்டியுடன் இணைக்க ஒரு நேரியல் குறுகலான இணைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இரண்டு-நிலை கட்டமைப்பின் பரிமாற்ற குணகம் 3D உருவகப்படுத்துதல் மென்பொருளில் ஒரு நேர டொமைன் தீர்வி மூலம் அளவிடப்படுகிறது. பொருளின் மீது டெராஹெர்ட்ஸ் இசைக்குழுவின் உண்மையான விளைவைக் கருத்தில் கொண்டு, வெற்றிட உறையின் பொருள் ஆரம்பத்தில் தாமிரமாக அமைக்கப்படுகிறது, மேலும் கடத்துத்திறன் 2.25×107 S/m12 ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது.
படம் 4, நேரியல் குறுகலான இணைப்பிகள் மற்றும் இணைப்புகள் இல்லாமல் HFS க்கான பரிமாற்ற முடிவுகளைக் காட்டுகிறது. இணைப்பு முழு HFS இன் பரிமாற்ற செயல்திறனில் சிறிதளவு தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. 207~280 GHz பிராட்பேண்டில் முழு அமைப்பின் திரும்பும் இழப்பு (S11 <− 10 dB) மற்றும் செருகும் இழப்பு (S21 > − 5 dB) ஆகியவை HFS நல்ல பரிமாற்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகின்றன.
வெற்றிட மின்னணு சாதனங்களின் மின்சார விநியோகமாக, எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி நேரடியாக சாதனம் போதுமான வெளியீட்டு சக்தியை உருவாக்க முடியுமா என்பதை தீர்மானிக்கிறது. பிரிவு II இல் HFS இன் பகுப்பாய்வோடு இணைந்து, போதுமான சக்தியை வழங்க இரட்டை-பீம் EOS வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். இந்த பகுதியில், W-band8,9 இல் முந்தைய வேலைகளின் அடிப்படையில், இரட்டை பென்சில் எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி ஒரு பிளானர் மாஸ்க் பகுதி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்முனைகளைப் பயன்படுத்தி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. முதலில், பிரிவில் SWS இன் வடிவமைப்பு தேவைகளின்படி. படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 2, எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் இயக்க மின்னழுத்தம் Ua ஆரம்பத்தில் 20 kV ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது, இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் மின்னோட்டங்கள் I இரண்டும் 80 mA ஆகவும், எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் கற்றை விட்டம் dw 0.13 மிமீ ஆகவும் உள்ளது. அதே நேரத்தில், எலக்ட்ரான் கற்றை மற்றும் கேத்தோடின் மின்னோட்ட அடர்த்தியை அடைய முடியும் என்பதை உறுதி செய்வதற்காக, எலக்ட்ரான் கற்றையின் சுருக்க விகிதம் 7 ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது, எனவே எலக்ட்ரான் கற்றையின் மின்னோட்ட அடர்த்தி 603 A/cm2 ஆகவும், கேத்தோடின் மின்னோட்ட அடர்த்தி 86 A/cm2 ஆகவும் உள்ளது, இதை அடைய முடியும் இது புதிய கேத்தோடு பொருட்களைப் பயன்படுத்தி அடையப்படுகிறது. வடிவமைப்பு கோட்பாடு 14, 15, 16, 17 இன் படி, ஒரு பொதுவான பியர்ஸ் எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியை தனித்துவமாக அடையாளம் காண முடியும்.
படம் 5, துப்பாக்கியின் கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்து திட்ட வரைபடங்களை முறையே காட்டுகிறது. x-திசையில் எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியின் சுயவிவரம் ஒரு வழக்கமான தாள் போன்ற எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியின் சுயவிவரத்துடன் கிட்டத்தட்ட ஒத்திருப்பதைக் காணலாம், அதே நேரத்தில் y-திசையில் இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகள் முகமூடியால் ஓரளவு பிரிக்கப்படுகின்றன. இரண்டு கேத்தோடுகளின் நிலைகள் முறையே x = – 0.155 மிமீ, y = 0 மிமீ மற்றும் x = 0.155 மிமீ, y = 0 மிமீ ஆகும். சுருக்க விகிதம் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஊசி அளவின் வடிவமைப்பு தேவைகளின்படி, இரண்டு கேத்தோடு மேற்பரப்புகளின் பரிமாணங்கள் 0.91 மிமீ × 0.13 மிமீ என தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
ஒவ்வொரு எலக்ட்ரான் கற்றைக்கும் x-திசையில் பெறப்பட்ட குவிக்கப்பட்ட மின் புலம் அதன் சொந்த மையத்தைப் பற்றி சமச்சீராக மாற்ற, இந்த ஆய்வுக் கட்டுரை எலக்ட்ரான் துப்பாக்கிக்கு ஒரு கட்டுப்பாட்டு மின்முனையைப் பயன்படுத்துகிறது. கவனம் செலுத்தும் மின்முனை மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்முனையின் மின்னழுத்தத்தை −20 kV ஆகவும், அனோடின் மின்னழுத்தத்தை 0 V ஆகவும் அமைப்பதன் மூலம், படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இரட்டை கற்றை துப்பாக்கியின் பாதை விநியோகத்தைப் பெறலாம். உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்கள் y-திசையில் நல்ல சுருக்கத்தன்மையைக் கொண்டிருப்பதைக் காணலாம், மேலும் ஒவ்வொரு எலக்ட்ரான் கற்றையும் அதன் சொந்த சமச்சீர் மையத்தில் x-திசையை நோக்கி ஒன்றிணைகிறது, இது கட்டுப்பாட்டு மின்முனை கவனம் செலுத்தும் மின்முனையால் உருவாக்கப்பட்ட சமமற்ற மின்சார புலத்தை சமநிலைப்படுத்துகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
படம் 7 x மற்றும் y திசைகளில் உள்ள பீம் உறையைக் காட்டுகிறது. x-திசையில் எலக்ட்ரான் கற்றையின் திட்ட தூரம் y-திசையில் இருந்து வேறுபட்டது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. x திசையில் வீசும் தூரம் சுமார் 4 மிமீ, மற்றும் y திசையில் வீசும் தூரம் 7 மிமீக்கு அருகில் உள்ளது. எனவே, உண்மையான வீசும் தூரம் 4 முதல் 7 மிமீ வரை தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும். படம் 8 கேத்தோடு மேற்பரப்பில் இருந்து 4.6 மிமீ தொலைவில் எலக்ட்ரான் கற்றையின் குறுக்குவெட்டைக் காட்டுகிறது. குறுக்குவெட்டின் வடிவம் ஒரு நிலையான வட்ட எலக்ட்ரான் கற்றைக்கு மிக அருகில் இருப்பதைக் காணலாம். இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளுக்கு இடையிலான தூரம் வடிவமைக்கப்பட்ட 0.31 மிமீக்கு அருகில் உள்ளது, மேலும் ஆரம் சுமார் 0.13 மிமீ ஆகும், இது வடிவமைப்பு தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது. படம் 9 பீம் மின்னோட்டத்தின் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளைக் காட்டுகிறது. இரண்டு பீம் மின்னோட்டங்களும் 76mA என்பதைக் காணலாம், இது வடிவமைக்கப்பட்ட 80mA உடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளது.
நடைமுறை பயன்பாடுகளில் ஓட்டுநர் மின்னழுத்தத்தின் ஏற்ற இறக்கத்தைக் கருத்தில் கொண்டு, இந்த மாதிரியின் மின்னழுத்த உணர்திறனைப் படிப்பது அவசியம். 19.8 ~ 20.6 kV மின்னழுத்த வரம்பில், படம் 1 மற்றும் படம் 1.10 மற்றும் 11 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மின்னோட்டம் மற்றும் பீம் மின்னோட்ட உறைகள் பெறப்படுகின்றன. முடிவுகளிலிருந்து, ஓட்டுநர் மின்னழுத்தத்தின் மாற்றம் எலக்ட்ரான் கற்றை உறையில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது என்பதைக் காணலாம், மேலும் எலக்ட்ரான் கற்றை மின்னோட்டம் 0.74 முதல் 0.78 A வரை மட்டுமே மாறுகிறது. எனவே, இந்த ஆய்வறிக்கையில் வடிவமைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி மின்னழுத்தத்திற்கு நல்ல உணர்திறனைக் கொண்டுள்ளது என்று கருதலாம்.
x- மற்றும் y-திசை கற்றை உறைகளில் மின்னழுத்த ஏற்ற இறக்கங்களை இயக்குவதன் விளைவு.
சீரான காந்த கவனம் செலுத்தும் புலம் என்பது ஒரு பொதுவான நிரந்தர காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பாகும். பீம் சேனல் முழுவதும் சீரான காந்தப்புல விநியோகம் காரணமாக, இது அச்சு சமச்சீரற்ற எலக்ட்ரான் கற்றைகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. இந்தப் பிரிவில், இரட்டை பென்சில் கற்றைகளின் நீண்ட தூர பரிமாற்றத்தைப் பராமரிப்பதற்கான ஒரு சீரான காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பு முன்மொழியப்பட்டது. உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலம் மற்றும் பீம் உறையை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், கவனம் செலுத்தும் அமைப்பின் வடிவமைப்பு திட்டம் முன்மொழியப்பட்டது, மேலும் உணர்திறன் சிக்கல் ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. ஒற்றை பென்சில் கற்றையின் நிலையான பரிமாற்றக் கோட்பாட்டின் படி18,19, பிரில்லூயின் காந்தப்புல மதிப்பை சமன்பாடு (2) மூலம் கணக்கிடலாம்.இந்த ஆய்வறிக்கையில், பக்கவாட்டில் விநியோகிக்கப்பட்ட இரட்டை பென்சில் கற்றையின் காந்தப்புலத்தை மதிப்பிடுவதற்கும் இந்த சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துகிறோம்.இந்த ஆய்வறிக்கையில் வடிவமைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியுடன் இணைந்து, கணக்கிடப்பட்ட காந்தப்புல மதிப்பு சுமார் 4000 Gs ஆகும்.குறிப்பு 20 இன் படி, கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பின் 1.5-2 மடங்கு பொதுவாக நடைமுறை வடிவமைப்புகளில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.
படம் 12 ஒரு சீரான காந்தப்புலத்தை மையப்படுத்தும் புல அமைப்பின் அமைப்பைக் காட்டுகிறது. நீலப் பகுதி அச்சு திசையில் காந்தமாக்கப்பட்ட நிரந்தர காந்தமாகும். பொருள் தேர்வு NdFeB அல்லது FeCoNi ஆகும். உருவகப்படுத்துதல் மாதிரியில் அமைக்கப்பட்ட மீள்தன்மை Br 1.3 T மற்றும் ஊடுருவல் 1.05 ஆகும். முழு சுற்றுகளிலும் பீமின் நிலையான பரிமாற்றத்தை உறுதி செய்வதற்காக, காந்தத்தின் நீளம் ஆரம்பத்தில் 70 மிமீ ஆக அமைக்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, x திசையில் உள்ள காந்தத்தின் அளவு பீம் சேனலில் உள்ள குறுக்குவெட்டு காந்தப்புலம் சீரானதா என்பதை தீர்மானிக்கிறது, இது x திசையில் உள்ள அளவு மிகச் சிறியதாக இருக்கக்கூடாது என்று கோருகிறது. அதே நேரத்தில், முழு குழாயின் விலை மற்றும் எடையைக் கருத்தில் கொண்டு, காந்தத்தின் அளவு மிகப் பெரியதாக இருக்கக்கூடாது. எனவே, காந்தங்கள் ஆரம்பத்தில் 150 மிமீ × 150 மிமீ × 70 மிமீ ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளன. இதற்கிடையில், முழு மெதுவான அலை சுற்றும் ஃபோகசிங் அமைப்பில் வைக்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய, காந்தங்களுக்கு இடையிலான தூரம் 20 மிமீ ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது.
2015 ஆம் ஆண்டில், பூர்ண சந்திர பாண்டா21 ஒரு சீரான காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பில் ஒரு புதிய படி துளையுடன் கூடிய ஒரு துருவத் துண்டை முன்மொழிந்தார், இது கேத்தோடு மற்றும் துருவத் துண்டு துளையில் உருவாக்கப்படும் குறுக்குவெட்டு காந்தப்புலத்திற்கு ஃப்ளக்ஸ் கசிவின் அளவை மேலும் குறைக்கும். இந்த ஆய்வறிக்கையில், கவனம் செலுத்தும் அமைப்பின் துருவத் துண்டில் ஒரு படி அமைப்பைச் சேர்க்கிறோம். படம் 13 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, துருவத் துண்டின் தடிமன் ஆரம்பத்தில் 1.5 மிமீ, மூன்று படிகளின் உயரம் மற்றும் அகலம் 0.5 மிமீ மற்றும் துருவத் துண்டு துளைகளுக்கு இடையிலான தூரம் 2 மிமீ ஆகும்.
படம் 14a இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் மையக் கோடுகளில் அச்சு காந்தப்புல பரவலைக் காட்டுகிறது. இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளிலும் உள்ள காந்தப்புல விசைகள் சமமாக இருப்பதைக் காணலாம். காந்தப்புல மதிப்பு சுமார் 6000 Gs ஆகும், இது பரிமாற்றம் மற்றும் கவனம் செலுத்தும் செயல்திறனை அதிகரிக்க கோட்பாட்டு பிரில்லூயின் புலத்தை விட 1.5 மடங்கு அதிகம். அதே நேரத்தில், கேத்தோடில் உள்ள காந்தப்புலம் கிட்டத்தட்ட 0 ஆகும், இது துருவத் துண்டு காந்தப் பாய்வு கசிவைத் தடுப்பதில் நல்ல விளைவைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது. படம் 14b குறுக்கு காந்தப்புல பரவலைக் காட்டுகிறது இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் மேல் விளிம்பில் z திசையில். துருவத் துண்டு துளையில் மட்டும் குறுக்கு காந்தப்புலம் 200 Gs க்கும் குறைவாக இருப்பதைக் காணலாம், அதே நேரத்தில் மெதுவான அலை சுற்றுகளில், குறுக்கு காந்தப்புலம் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாக உள்ளது, இது எலக்ட்ரான் கற்றை மீது குறுக்கு காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கு மிகக் குறைவு என்பதை நிரூபிக்கிறது. துருவத் துண்டுகளின் காந்த செறிவூட்டலைத் தடுக்க, துருவத் துண்டுகளுக்குள் உள்ள காந்தப்புல வலிமையைப் படிப்பது அவசியம். படம் 14c துருவத் துண்டுக்குள் உள்ள காந்தப்புல பரவலின் முழுமையான மதிப்பைக் காட்டுகிறது. முழுமையானது என்பதைக் காணலாம் காந்தப்புல வலிமையின் மதிப்பு 1.2T க்கும் குறைவாக உள்ளது, இது துருவத் துண்டின் காந்த செறிவு ஏற்படாது என்பதைக் குறிக்கிறது.
Br = 1.3 T க்கான காந்தப்புல வலிமை பரவல்.(a) அச்சு புல பரவல்.(b) z திசையில் பக்கவாட்டு புல பரவல் By.(c) துருவத் துண்டிற்குள் புல பரவலின் முழுமையான மதிப்பு.
CST PS தொகுதியின் அடிப்படையில், இரட்டை கற்றை துப்பாக்கியின் அச்சு சார்பு நிலை மற்றும் கவனம் செலுத்தும் அமைப்பு உகந்ததாக உள்ளது. குறிப்பு 9 மற்றும் உருவகப்படுத்துதல்களின்படி, உகந்த இடம் என்பது அனோட் துண்டு காந்தத்திலிருந்து துருவத் துண்டை ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கும் இடமாகும். இருப்பினும், மீள்தன்மை 1.3T ஆக அமைக்கப்பட்டால், எலக்ட்ரான் கற்றையின் பரிமாற்றம் 99% ஐ எட்ட முடியாது என்று கண்டறியப்பட்டது. மீள்தன்மையை 1.4 T ஆக அதிகரிப்பதன் மூலம், கவனம் செலுத்தும் காந்தப்புலம் 6500 Gs ஆக அதிகரிக்கப்படும். xoz மற்றும் yoz தளங்களில் உள்ள கற்றை பாதைகள் படம் 15 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த கற்றை நல்ல பரிமாற்றம், சிறிய ஏற்ற இறக்கம் மற்றும் 45mm க்கும் அதிகமான பரிமாற்ற தூரத்தைக் கொண்டிருப்பதைக் காணலாம்.
Br = 1.4 T.(a) xoz தளம்.(b) yoz விமானம் கொண்ட ஒரே மாதிரியான காந்த அமைப்பின் கீழ் இரட்டை பென்சில் கற்றைகளின் பாதைகள்.
படம் 16, கேத்தோடில் இருந்து வெவ்வேறு நிலைகளில் பீமின் குறுக்குவெட்டைக் காட்டுகிறது. கவனம் செலுத்தும் அமைப்பில் பீம் பிரிவின் வடிவம் நன்கு பராமரிக்கப்படுவதையும், பிரிவு விட்டம் அதிகம் மாறாமல் இருப்பதையும் காணலாம். படம் 17, முறையே x மற்றும் y திசைகளில் பீம் உறைகளைக் காட்டுகிறது. இரு திசைகளிலும் பீமின் ஏற்ற இறக்கம் மிகவும் சிறியதாக இருப்பதைக் காணலாம். படம் 18, பீம் மின்னோட்டத்தின் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளைக் காட்டுகிறது. மின்னோட்டம் சுமார் 2 × 80 mA என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன, இது எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி வடிவமைப்பில் கணக்கிடப்பட்ட மதிப்புடன் ஒத்துப்போகிறது.
கேத்தோடில் இருந்து வெவ்வேறு நிலைகளில் எலக்ட்ரான் கற்றை குறுக்குவெட்டு (கவனம் செலுத்தும் அமைப்புடன்).
நடைமுறை செயலாக்க பயன்பாடுகளில் அசெம்பிளி பிழைகள், மின்னழுத்த ஏற்ற இறக்கங்கள் மற்றும் காந்தப்புல வலிமையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் போன்ற தொடர்ச்சியான சிக்கல்களைக் கருத்தில் கொண்டு, கவனம் செலுத்தும் அமைப்பின் உணர்திறனை பகுப்பாய்வு செய்வது அவசியம். உண்மையான செயலாக்கத்தில் அனோட் துண்டுக்கும் துருவ துண்டுக்கும் இடையே இடைவெளி இருப்பதால், இந்த இடைவெளியை உருவகப்படுத்துதலில் அமைக்க வேண்டும். இடைவெளி மதிப்பு 0.2 மிமீ என அமைக்கப்பட்டது மற்றும் படம் 19a பீம் உறை மற்றும் பீம் மின்னோட்டத்தை y திசையில் காட்டுகிறது. இந்த முடிவு பீம் உறையில் ஏற்படும் மாற்றம் குறிப்பிடத்தக்கதாக இல்லை என்பதையும் பீம் மின்னோட்டம் அரிதாகவே மாறுகிறது என்பதையும் காட்டுகிறது. எனவே, அமைப்பு அசெம்பிளி பிழைகளுக்கு உணர்திறன் இல்லை. டிரைவிங் மின்னழுத்தத்தின் ஏற்ற இறக்கத்திற்கு, பிழை வரம்பு ±0.5 kV ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது. படம் 19b ஒப்பீட்டு முடிவுகளைக் காட்டுகிறது. மின்னழுத்த மாற்றம் பீம் உறையில் சிறிதளவு விளைவைக் கொண்டிருப்பதைக் காணலாம். காந்தப்புல வலிமையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு பிழை வரம்பு -0.02 முதல் +0.03 T வரை அமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒப்பீட்டு முடிவுகள் படம் 20 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. பீம் உறை அரிதாகவே மாறுவதைக் காணலாம், அதாவது முழு EOS காந்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு உணர்வற்றது. புல வலிமை.
சீரான காந்த குவிய அமைப்பின் கீழ் பீம் உறை மற்றும் மின்னோட்டம் விளைகிறது.(அ) அசெம்பிளி சகிப்புத்தன்மை 0.2 மிமீ.(ஆ) இயக்க மின்னழுத்த ஏற்ற இறக்கம் ±0.5 kV ஆகும்.
0.63 முதல் 0.68 T வரையிலான அச்சு காந்தப்புல வலிமை ஏற்ற இறக்கங்களுடன் ஒரு சீரான காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பின் கீழ் பீம் உறை.
இந்த ஆய்வறிக்கையில் வடிவமைக்கப்பட்ட ஃபோகசிங் சிஸ்டம் HFS உடன் பொருந்துவதை உறுதி செய்வதற்காக, ஆராய்ச்சிக்காக ஃபோகசிங் சிஸ்டம் மற்றும் HFS ஐ இணைப்பது அவசியம். படம் 21, HFS ஏற்றப்பட்ட மற்றும் இல்லாத பீம் உறைகளின் ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது. முழு HFS ஏற்றப்படும்போது பீம் உறை பெரிதாக மாறாது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. எனவே, மேலே உள்ள வடிவமைப்பின் பயண அலை குழாய் HFS க்கு ஃபோகசிங் சிஸ்டம் பொருத்தமானது.
பிரிவு III இல் முன்மொழியப்பட்ட EOS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்கவும், 220 GHz SDV-TWT இன் செயல்திறனை ஆராயவும், பீம்-அலை தொடர்புகளின் 3D-PIC உருவகப்படுத்துதல் செய்யப்படுகிறது. உருவகப்படுத்துதல் மென்பொருள் வரம்புகள் காரணமாக, முழு EOS ஐயும் HFS இல் சேர்க்க முடியவில்லை.எனவே, எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி 0.13 மிமீ விட்டம் மற்றும் இரண்டு மேற்பரப்புகளுக்கு இடையே 0.31 மிமீ தூரம் கொண்ட சமமான உமிழும் மேற்பரப்புடன் மாற்றப்பட்டது, மேலே வடிவமைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியின் அதே அளவுருக்கள். EOS இன் உணர்வின்மை மற்றும் நல்ல நிலைத்தன்மை காரணமாக, PIC உருவகப்படுத்துதலில் சிறந்த வெளியீட்டு சக்தியை அடைய டிரைவிங் மின்னழுத்தத்தை சரியாக மேம்படுத்த முடியும். 20.6 kV இன் டிரைவிங் மின்னழுத்தம், 2 × 80 mA (603 A/cm2) இன் பீம் மின்னோட்டம் மற்றும் 0.05 W இன் உள்ளீட்டு சக்தியில் நிறைவுற்ற வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் ஆதாயத்தைப் பெற முடியும் என்பதை உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.
சிறந்த வெளியீட்டு சமிக்ஞையைப் பெற, சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையையும் மேம்படுத்த வேண்டும். படம் 22a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இரண்டு நிலைகளின் எண்ணிக்கை 42 + 48 சுழற்சிகளாக இருக்கும்போது சிறந்த வெளியீட்டு சக்தி பெறப்படுகிறது. 0.05 W உள்ளீட்டு சமிக்ஞை 38 dB ஆதாயத்துடன் 314 W ஆக பெருக்கப்படுகிறது. ஃபாஸ்ட் ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் (FFT) மூலம் பெறப்பட்ட வெளியீட்டு சக்தி நிறமாலை தூய்மையானது, 220 GHz இல் உச்சத்தை அடைகிறது. படம் 22b, SWS இல் எலக்ட்ரான் ஆற்றலின் அச்சு நிலை விநியோகத்தைக் காட்டுகிறது, பெரும்பாலான எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலை இழக்கின்றன. இந்த முடிவு SDV-SWS எலக்ட்ரான்களின் இயக்க ஆற்றலை RF சமிக்ஞைகளாக மாற்ற முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது, இதன் மூலம் சமிக்ஞை பெருக்கத்தை உணர முடியும்.
220 GHz இல் SDV-SWS வெளியீட்டு சமிக்ஞை.(a) சேர்க்கப்பட்ட நிறமாலையுடன் வெளியீட்டு சக்தி.(b) SWS செருகலின் முடிவில் எலக்ட்ரான் கற்றையுடன் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் விநியோகம்.
படம் 23, இரட்டை-முறை இரட்டை-பீம் SDV-TWT இன் வெளியீட்டு சக்தி அலைவரிசை மற்றும் ஆதாயத்தைக் காட்டுகிறது. 200 முதல் 275 GHz வரையிலான அதிர்வெண்களை விரிவுபடுத்துவதன் மூலமும், டிரைவ் மின்னழுத்தத்தை மேம்படுத்துவதன் மூலமும் வெளியீட்டு செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்தலாம். இந்த முடிவு, 3-dB அலைவரிசை 205 முதல் 275 GHz வரை உள்ளடக்கும் என்பதைக் காட்டுகிறது, அதாவது இரட்டை-முறை செயல்பாடு இயக்க அலைவரிசையை பெரிதும் விரிவுபடுத்தும்.
இருப்பினும், படம் 2a இன் படி, ஒற்றைப்படை மற்றும் இரட்டைப்படை முறைகளுக்கு இடையில் ஒரு நிறுத்தப் பட்டை இருப்பதை நாம் அறிவோம், இது தேவையற்ற அலைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும். எனவே, நிறுத்தங்களைச் சுற்றியுள்ள வேலை நிலைத்தன்மையை ஆய்வு செய்ய வேண்டும். படங்கள் 24a-c முறையே 265.3 GHz, 265.35 GHz மற்றும் 265.4 GHz இல் 20 ns உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் ஆகும். உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் சில ஏற்ற இறக்கங்களைக் கொண்டிருந்தாலும், வெளியீட்டு சக்தி ஒப்பீட்டளவில் நிலையானது என்பதைக் காணலாம். ஸ்பெக்ட்ரம் முறையே படம் 24 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, ஸ்பெக்ட்ரம் தூய்மையானது. இந்த முடிவுகள் ஸ்டாப்பேண்டிற்கு அருகில் சுய-ஊசலாட்டம் இல்லை என்பதைக் குறிக்கிறது.
முழு HFS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க உற்பத்தி மற்றும் அளவீடு அவசியம். இந்த பகுதியில், HFS 0.1 மிமீ கருவி விட்டம் மற்றும் 10 μm இயந்திர துல்லியத்துடன் கணினி எண் கட்டுப்பாடு (CNC) தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படுகிறது. உயர் அதிர்வெண் கட்டமைப்பிற்கான பொருள் ஆக்ஸிஜன் இல்லாத உயர்-கடத்துத்திறன் (OFHC) தாமிரத்தால் வழங்கப்படுகிறது. படம் 25a உற்பத்தி செய்யப்பட்ட கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது. முழு கட்டமைப்பும் 66.00 மிமீ நீளம், 20.00 மிமீ அகலம் மற்றும் 8.66 மிமீ உயரம் கொண்டது. கட்டமைப்பைச் சுற்றி எட்டு முள் துளைகள் விநியோகிக்கப்படுகின்றன. படம் 25b எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (SEM) ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது. இந்த கட்டமைப்பின் கத்திகள் சீராக உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன மற்றும் நல்ல மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. துல்லியமான அளவீட்டிற்குப் பிறகு, ஒட்டுமொத்த இயந்திரப் பிழை 5% க்கும் குறைவாக உள்ளது, மேலும் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை சுமார் 0.4μm ஆகும். இயந்திர அமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் துல்லியத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது.
படம் 26 உண்மையான சோதனை முடிவுகள் மற்றும் பரிமாற்ற செயல்திறனின் உருவகப்படுத்துதல்களுக்கு இடையிலான ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது. படம் 26a இல் உள்ள போர்ட் 1 மற்றும் போர்ட் 2 முறையே HFS இன் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு போர்ட்களுடன் ஒத்திருக்கின்றன, மேலும் படம் 3 இல் உள்ள போர்ட் 1 மற்றும் போர்ட் 4 க்கு சமமானவை. S11 இன் உண்மையான அளவீட்டு முடிவுகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளை விட சற்று சிறப்பாக உள்ளன. அதே நேரத்தில், S21 இன் அளவிடப்பட்ட முடிவுகள் சற்று மோசமாக உள்ளன. காரணம், உருவகப்படுத்துதலில் அமைக்கப்பட்ட பொருள் கடத்துத்திறன் மிக அதிகமாக இருப்பதும், உண்மையான எந்திரத்திற்குப் பிறகு மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மோசமாக இருப்பதும் ஆகும். ஒட்டுமொத்தமாக, அளவிடப்பட்ட முடிவுகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளன, மேலும் பரிமாற்ற அலைவரிசை 70 GHz தேவையை பூர்த்தி செய்கிறது, இது முன்மொழியப்பட்ட இரட்டை-முறை SDV-TWT இன் சாத்தியக்கூறு மற்றும் சரியான தன்மையை சரிபார்க்கிறது. எனவே, உண்மையான உற்பத்தி செயல்முறை மற்றும் சோதனை முடிவுகளுடன் இணைந்து, இந்த ஆய்வறிக்கையில் முன்மொழியப்பட்ட அல்ட்ரா-பிராட்பேண்ட் இரட்டை-பீம் SDV-TWT வடிவமைப்பை அடுத்தடுத்த உற்பத்தி மற்றும் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தலாம்.
இந்த ஆய்வறிக்கையில், 220 GHz இரட்டை-கற்றை SDV-TWT என்ற பிளானர் விநியோகத்தின் விரிவான வடிவமைப்பு வழங்கப்படுகிறது. இரட்டை-முறை செயல்பாடு மற்றும் இரட்டை-கற்றை தூண்டுதலின் கலவையானது இயக்க அலைவரிசை மற்றும் வெளியீட்டு சக்தியை மேலும் அதிகரிக்கிறது. முழு HFS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க உற்பத்தி மற்றும் குளிர் சோதனையும் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. உண்மையான அளவீட்டு முடிவுகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளன. வடிவமைக்கப்பட்ட இரண்டு-கற்றை EOS க்கு, இரண்டு-பென்சில் கற்றையை உருவாக்க ஒரு முகமூடி பிரிவு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்முனைகள் ஒன்றாகப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. வடிவமைக்கப்பட்ட சீரான கவனம் செலுத்தும் காந்தப்புலத்தின் கீழ், எலக்ட்ரான் கற்றை நல்ல வடிவத்துடன் நீண்ட தூரங்களுக்கு நிலையான முறையில் கடத்தப்படலாம். எதிர்காலத்தில், EOS இன் உற்பத்தி மற்றும் சோதனை மேற்கொள்ளப்படும், மேலும் முழு TWT இன் வெப்ப சோதனையும் மேற்கொள்ளப்படும். இந்த ஆய்வறிக்கையில் முன்மொழியப்பட்ட இந்த SDV-TWT வடிவமைப்பு திட்டம் தற்போதைய முதிர்ந்த விமான செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தை முழுமையாக ஒருங்கிணைக்கிறது, மேலும் செயல்திறன் குறிகாட்டிகள் மற்றும் செயலாக்கம் மற்றும் அசெம்பிளி ஆகியவற்றில் பெரும் ஆற்றலைக் காட்டுகிறது. எனவே, டெராஹெர்ட்ஸ் பேண்டில் வெற்றிட மின்னணு சாதனங்களின் வளர்ச்சிப் போக்காக பிளானர் அமைப்பு பெரும்பாலும் மாறும் என்று இந்த ஆய்வறிக்கை நம்புகிறது.
இந்த ஆய்வில் உள்ள பெரும்பாலான மூல தரவுகள் மற்றும் பகுப்பாய்வு மாதிரிகள் இந்த ஆய்வறிக்கையில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. நியாயமான கோரிக்கையின் பேரில் தொடர்புடைய ஆசிரியரிடமிருந்து மேலும் தொடர்புடைய தகவல்களைப் பெறலாம்.
காம்சினா, டி. மற்றும் பலர். சப்-டெராஹெர்ட்ஸ் வெற்றிட மின்னணுவியல் நானோ அளவிலான CNC இயந்திரமயமாக்கல். IEEE டிரான்ஸ். மின்னணு சாதனங்கள்.63, 4067–4073 (2016).
மலேகாபாடி, ஏ. மற்றும் பாலோனி, சி. UV-LIGA பல அடுக்கு SU-8 ஃபோட்டோரெசிஸ்ட் பயன்படுத்தி துணை-டெராஹெர்ட்ஸ் அலை வழிகாட்டிகளின் நுண்உருவாக்கம்.ஜே. மைக்ரோமெக்கானிக்ஸ்.மைக்ரோஎலக்ட்ரானிக்ஸ்.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
தில்லான், எஸ்எஸ் மற்றும் பலர்.2017 THz தொழில்நுட்ப சாலை வரைபடம்.ஜே. இயற்பியல்.டி விண்ணப்பிக்க.பிசிக்ஸ்.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
ஷின், YM, பார்னெட், LR & லுஹ்மன், NC. அல்ட்ரா-பிராட்பேண்ட் ஸ்டேஜர்டு டபுள்-கிரேட்டிங் அலை வழிகாட்டிகள் வழியாக பிளாஸ்மோனிக் அலை பரவலின் வலுவான அடைப்பு.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041646 (2008).
பெய்க், ஏ. மற்றும் பலர். நானோ CNC இயந்திரமயமாக்கப்பட்ட 220-GHz பயண அலை குழாய் பெருக்கியின் செயல்திறன். IEEE டிரான்ஸ். மின்னணு சாதனங்கள். 64, 590–592 (2017).
ஹான், ஒய். & ருவான், சிஜே. மேக்ரோஸ்கோபிக் குளிர் திரவ மாதிரி கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி எல்லையற்ற அகலமான தாள் எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் டையோகோட்ரான் உறுதியற்ற தன்மையை ஆராய்தல்.சின் பிசிஸ் பி. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/104101 (2011).
மல்டிபீம் கிளைஸ்ட்ரானில் பீமின் பிளானர் அமைப்பைப் பயன்படுத்தி அலைவரிசையை அதிகரிக்கும் வாய்ப்பு குறித்து கால்டெட்ஸ்கி, ஏ.வி.. 12வது IEEE சர்வதேச வெற்றிட மின்னணுவியல் மாநாட்டில், பெங்களூரு, இந்தியா, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.2011.5747003 (2011).
நுயென், சிஜே மற்றும் பலர். W-பேண்ட் தடுமாறிய இரட்டை-பிளேடு பயண அலைக் குழாயில் [J] குறுகிய பீம் பிரிக்கும் விமான விநியோகத்துடன் மூன்று-பீம் எலக்ட்ரான் துப்பாக்கிகளின் வடிவமைப்பு. அறிவியல். பிரதிநிதி. 11, 940. https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
வாங், பிபி, சு, ஒய்ஒய், ஜாங், இசட்., வாங், டபிள்யூபி & ருவான், சிஜே பிளானர் ஆகியோர் டபிள்யூ-பேண்ட் அடிப்படை பயன்முறை TWT.IEEE டிரான்ஸ்.எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களுக்கு குறுகிய பீம் பிரிப்புடன் கூடிய மூன்று-பீம் எலக்ட்ரான் ஆப்டிகல் அமைப்பை விநியோகித்தனர்.68, 5215–5219 (2021).
ஜான், எம். மில்லிமீட்டர்-அலை தாள் பீம்கள் 20-22 உடன் இடைப்பட்ட இரட்டை-பிளேடு பயண அலை குழாய் பற்றிய ஆராய்ச்சி (முனைவர் பட்டம், பீஹாங் பல்கலைக்கழகம், 2018).
ருவான், சிஜே, ஜாங், எச்எஃப், தாவோ, ஜே. & ஹீ, ஒய். ஜி-பேண்ட் இன்டர்லீவ்டு டூயல்-பிளேடு டிராவலிங் அலை குழாயின் பீம்-அலை தொடர்பு நிலைத்தன்மை குறித்த ஆய்வு. 2018 அகச்சிவப்பு மில்லிமீட்டர் மற்றும் டெராஹெர்ட்ஸ் அலைகள் பற்றிய 43வது சர்வதேச மாநாடு, நகோயா.8510263, https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2018.8510263 (2018).