Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز ئىشلىتىۋاتقان تور كۆرگۈچ نۇسخىسىدا CSS نى قوللاش چەكلىك. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، يېڭىلانغان تور كۆرگۈچ ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى ئېتىۋېتىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇ ئارىلىقتا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، تور بېكەتنى ئۇسلۇب ۋە JavaScriptسىز كۆرسىتىمىز.
بۇ ماقالىدە، 220GHz كەڭ بەلباغلىق يۇقىرى قۇۋۋەتلىك قوش قاناتلىق ھەرىكەت دولقۇنى تۇرۇبىسى لايىھەلەنگەن ۋە دەلىللەنگەن. بىرىنچى، تۈزلەڭلىك قوش نۇرلۇق باسقۇچلۇق قوش قاناتلىق ئاستا دولقۇن قۇرۇلمىسى تەكلىپ قىلىنغان. قوش ھالەتلىك مەشغۇلات لايىھىسىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق، يەتكۈزۈش ئىقتىدارى ۋە بەلباغ كەڭلىكى يەككە ھالەتلىكتىن ئىككى ھەسسە يۇقىرى. ئىككىنچىدىن، يۇقىرى چىقىرىش قۇۋۋىتى تەلىپىنى قاندۇرۇش ۋە ھەرىكەت دولقۇنى تۇرۇبىسىنىڭ مۇقىملىقىنى ياخشىلاش ئۈچۈن، قوش قەلەم شەكىللىك ئېلېكترونلۇق ئوپتىكىلىق سىستېما لايىھەلەنگەن، ھەرىكەتلەندۈرگۈچ توك بېسىمى 20 ~ 21 kV، توك كۈچى 2 × 80 mA. لايىھە نىشانى. قوش نۇرلۇق تاپانچىدىكى ماسكا قىسمى ۋە كونترول ئېلېكترودىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق، ئىككى قەلەم نۇرىنى ئايرىم-ئايرىم مەركەزلىرى بويىچە 7 سىقىش نىسبىتى بىلەن مەركەزلەشتۈرگىلى بولىدۇ، مەركەزلەشتۈرۈش ئارىلىقى تەخمىنەن 0.18mm، مۇقىملىقى ياخشى. بىردەك ماگنىتلىق مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسىمۇ ئەلالاشتۇرۇلغان. تۈزلەڭلىك قوش ئېلېكترون نۇرىنىڭ مۇقىم يەتكۈزۈش ئارىلىقى 45 مىللىمېتىرغا يېتىدۇ، مەركەزلەشتۈرۈش ماگنىت مەيدانى 0.6 T بولۇپ، بۇ پۈتۈن يۇقىرى چاستوتا سىستېمىسىنى قاپلاشقا يېتەرلىك. (HFS). ئاندىن، ئېلېكترون-ئوپتىكىلىق سىستېمىنىڭ ئىشلىتىلىشچانلىقى ۋە ئاستا دولقۇن قۇرۇلمىسىنىڭ ئىقتىدارىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن، پۈتكۈل HFS دا زەررىچە ھۈجەيرىسى (PIC) سىمۇلياتسىيەسى ئېلىپ بېرىلدى. نەتىجىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، نۇر ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش سىستېمىسى 220 GHz دا 310 W غا يېقىن ئەڭ يۇقىرى چىقىرىش قۇۋۋىتىگە ئېرىشەلەيدۇ، ئەلالاشتۇرۇلغان نۇر توك بېسىمى 20.6 kV، نۇر ئېقىمى 2 × 80 mA، كۈچەيتىش 38 dB، ۋە 3 dB كەڭلىك 35 dB دىن ئېشىپ كېتىدۇ، تەخمىنەن 70 GHz. ئاخىرىدا، HFS نىڭ ئىقتىدارىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى مىكرو قۇرۇلما ياساش ئېلىپ بېرىلدى، نەتىجىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، كەڭلىك ۋە يەتكۈزۈش خۇسۇسىيەتلىرى سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى بىلەن ياخشى ماس كېلىدۇ. شۇڭا، بۇ ماقالىدە تەكلىپ قىلىنغان لايىھەنىڭ كەلگۈسىدە قوللىنىش ئېھتىماللىقى يۇقىرى بولغان يۇقىرى قۇۋۋەتلىك، ئۇلترا كەڭلىكتىكى تېراگېرتس كەڭلىكتىكى رادىئاتسىيە مەنبەلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشى مۆلچەرلەنمەكتە.
ئەنئەنىۋى ۋاكۇئۇم ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىسى سۈپىتىدە، ساياھەت دولقۇنى تۇرۇبىسى (TWT) يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى رادار، سۈنئىي ھەمراھ ئالاقە سىستېمىسى ۋە ئالەم بوشلۇقىنى تەكشۈرۈش قاتارلىق نۇرغۇن قوللىنىشچان ساھەلەردە ئورنىنى ئالغىلى بولمايدىغان رول ئوينايدۇ1،2،3. قانداقلا بولمىسۇن، خىزمەت چاستوتىسى تېراگېرتس بەلبېغىغا كىرگەندە، ئەنئەنىۋى تۇتاشقان بوشلۇقلۇق TWT ۋە سىپرال شەكىللىك TWT نىسبەتەن تۆۋەن چىقىرىش قۇۋۋىتى، تار بەلباغ كەڭلىكى ۋە ئىشلەپچىقىرىش جەريانىنىڭ قىيىنلىقى سەۋەبىدىن كىشىلەرنىڭ ئېھتىياجىنى قاندۇرالمايۋاتىدۇ. شۇڭلاشقا، THz بەلبېغىنىڭ ئىقتىدارىنى قانداق قىلىپ ئومۇميۈزلۈك ياخشىلاش نۇرغۇن ئىلمىي تەتقىقات ئاپپاراتلىرى ئۈچۈن ئىنتايىن ئەندىشە قىلىدىغان مەسىلىگە ئايلاندى. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، ئىككى تەرەپلىك پىچاقلىق (SDV) قۇرۇلمىلار ۋە قاتلانغان دولقۇن يېتەكلىگۈچ (FW) قۇرۇلمىلىرى قاتارلىق يېڭى ئاستا دولقۇن قۇرۇلمىلىرى (SWS) تەبىئىي تۈزلەڭلىك قۇرۇلمىلىرى، بولۇپمۇ ئۈمىدۋار پوتېنسىيالغا ئىگە يېڭى SDV-SWS سەۋەبىدىن كەڭ دائىرىدە دىققەت قوزغىدى. بۇ قۇرۇلمىنى UC-Davis 2008-يىلى ئوتتۇرىغا قويغان. تۈزلەڭلىك قۇرۇلمىنى كومپيۇتېر سانلىق كونترول (CNC) ۋە UV-LIGA قاتارلىق مىكرو نانو بىر تەرەپ قىلىش تېخنىكىلىرى ئارقىلىق ئاسانلا ياسىغىلى بولىدۇ، پۈتۈنلەي مېتال ئورالما قۇرۇلمىسى چوڭراق ئىسسىقلىق سىغىمى بىلەن تەمىنلىيەلەيدۇ. يۇقىرى چىقىرىش قۇۋۋىتى ۋە كۈچەيتكۈچ، ھەمدە دولقۇن يېتەكلىگۈچكە ئوخشاش قۇرۇلما كەڭ خىزمەت بەلۋاغ كەڭلىكى بىلەن تەمىنلىيەلەيدۇ. ھازىر، UC Davis 2017-يىلى تۇنجى قېتىم SDV-TWT نىڭ G-بەلۋاغدا 100 W دىن ئېشىپ كېتىدىغان ۋە 14 GHz غا يېقىن بەلۋاغ كەڭلىكى سىگنالىنى ھاسىل قىلالايدىغانلىقىنى كۆرسەتتى. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ نەتىجىلەردە يەنىلا تېراگېرتس بەلۋاغدا يۇقىرى قۇۋۋەت ۋە كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكىنىڭ مۇناسىۋەتلىك تەلىپىنى قاندۇرالمايدىغان بوشلۇقلار بار. UC-Davis نىڭ G-بەلۋاغ SDV-TWT ئۈچۈن، ۋاراق ئېلېكترون نۇرلىرى ئىشلىتىلدى. بۇ لايىھە نۇرنىڭ توك ئۆتكۈزۈش ئىقتىدارىنى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ياخشىلىيالايدىغان بولسىمۇ، ۋاراق نۇر ئېلېكترون ئوپتىكىلىق سىستېمىسىنىڭ (EOS) مۇقىمسىزلىقى سەۋەبىدىن ئۇزۇن يەتكۈزۈش ئارىلىقىنى ساقلاش تەس، ھەمدە يۇقىرى ھالەتتىكى نۇر تونېلى بار، بۇ نۇرنىڭ ئۆزىنى تەڭشىشىگە سەۋەب بولۇشى مۇمكىن. – قوزغىتىش ۋە تەۋرىنىش 6،7. THz TWT نىڭ يۇقىرى چىقىرىش قۇۋۋىتى، كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە ياخشى مۇقىملىقى تەلىپىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن، بۇ ماقالىدە قوش ھالەتلىك مەشغۇلاتقا ئىگە قوش نۇرلۇق SDV-SWS تەكلىپ قىلىندى. يەنى، مەشغۇلات بەلۋاغ كەڭلىكىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن، بۇ قۇرۇلمىغا قوش ھالەتلىك مەشغۇلات تەكلىپ قىلىندى ۋە كىرگۈزۈلدى. ھەمدە، چىقىرىش قۇۋۋىتىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن، قوش قەلەم نۇرىنىڭ تەكشى تەقسىملىنىشىمۇ ئىشلىتىلىدۇ. يەككە قەلەم نۇرلۇق رادىئولار تىك چوڭلۇق چەكلىمىسى سەۋەبىدىن نىسبەتەن كىچىك. ئەگەر توك زىچلىقى بەك يۇقىرى بولسا، نۇر ئېقىمىنى ئازايتىش كېرەك، بۇنىڭ نەتىجىسىدە چىقىرىش قۇۋۋىتى نىسبەتەن تۆۋەن بولىدۇ. نۇر ئېقىمىنى ياخشىلاش ئۈچۈن، SWS نىڭ يان چوڭلۇقىدىن پايدىلىنىدىغان تەكشى تەقسىملەنگەن كۆپ نۇرلۇق EOS پەيدا بولدى. مۇستەقىل نۇر تونېلى سەۋەبىدىن، تەكشى تەقسىملەنگەن كۆپ نۇرلۇق يۇقىرى ئومۇمىي نۇر ئېقىمى ۋە ھەر بىر نۇرغا كىچىك توك مىقدارىنى ساقلاش ئارقىلىق يۇقىرى چىقىرىش قۇۋۋىتىگە ئېرىشەلەيدۇ، بۇ بولسا يوپۇرماق نۇرلۇق ئۈسكۈنىلەرگە سېلىشتۇرغاندا نۇر تونېلىنىڭ ئېشىپ كېتىشىدىن ساقلىنىدۇ. شۇڭا، ھەرىكەت دولقۇنى تۇرۇبىسىنىڭ مۇقىملىقىنى ساقلاش پايدىلىق. ئالدىنقى ئەسەرلەر ئاساسىدا 8، 9، بۇ ماقالە G-دىئاپتوملۇق بىردەك ماگنىت مەيدانىغا مەركەزلەشكەن قوش قەلەم نۇرى EOS نى تەۋسىيە قىلىدۇ، بۇ نۇرنىڭ مۇقىم يەتكۈزۈش ئارىلىقىنى زور دەرىجىدە ياخشىلايدۇ ۋە نۇرنىڭ ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش دائىرىسىنى تېخىمۇ كېڭەيتىدۇ، شۇنىڭ بىلەن چىقىرىش قۇۋۋىتىنى زور دەرىجىدە ياخشىلايدۇ.
بۇ ماقالىنىڭ قۇرۇلمىسى تۆۋەندىكىدەك. ئالدى بىلەن، پارامېتىرلىرى، تارقىلىش خۇسۇسىيىتى ئانالىزى ۋە يۇقىرى چاستوتىلىق سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى بىلەن SWS ھۈجەيرە لايىھىسى بايان قىلىنىدۇ. ئاندىن، بىرلىك ھۈجەيرىنىڭ قۇرۇلمىسىغا ئاساسەن، بۇ ماقالىدە قوش قەلەم نۇرى EOS ۋە نۇر ئۆز-ئارا تەسىر سىستېمىسى لايىھەلەنگەن. EOS نىڭ ئىشلىتىلىشچانلىقى ۋە SDV-TWT نىڭ ئىقتىدارىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ھۈجەيرە ئىچىدىكى زەررىچە سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرىمۇ كۆرسىتىلدى. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ ماقالىدە پۈتۈن HFS نىڭ توغرىلىقىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ئىشلەپچىقىرىش ۋە سوغۇق سىناق نەتىجىلىرى قىسقىچە كۆرسىتىلدى. ئاخىرىدا خۇلاسە چىقىرىلدى.
TWT نىڭ ئەڭ مۇھىم تەركىبلىرىنىڭ بىرى بولۇش سۈپىتى بىلەن، ئاستا دولقۇن قۇرۇلمىسىنىڭ تارقىلىش خۇسۇسىيىتى ئېلېكترون سۈرئىتىنىڭ SWS نىڭ باسقۇچ سۈرئىتىگە ماس كېلىدىغان-كەلمەيدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، شۇڭا نۇر دولقۇنى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشىگە زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. پۈتۈن TWT نىڭ ئىقتىدارىنى ياخشىلاش ئۈچۈن، ياخشىلانغان ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش قۇرۇلمىسى لايىھەلەنگەن. بىرلىك ھۈجەيرىنىڭ قۇرۇلمىسى 1-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن. يوپۇرماق نۇرىنىڭ مۇقىمسىزلىقى ۋە يەككە قەلەم نۇرىنىڭ قۇۋۋەت چەكلىمىسىنى ئويلىشىپ، قۇرۇلما چىقىش قۇۋۋىتى ۋە مەشغۇلات مۇقىملىقىنى تېخىمۇ ياخشىلاش ئۈچۈن قوش قەلەم نۇرىنى قوللىنىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، خىزمەت بەلۋاغ كەڭلىكىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن، SWS نىڭ ئىشلىشى ئۈچۈن قوش ھالەت تەكلىپ قىلىندى. SDV قۇرۇلمىسىنىڭ سىممېترىكلىقى سەۋەبىدىن، ئېلېكترو ماگنىت مەيدانى تارقىلىش تەڭلىمىسىنىڭ يېشىمىنى تاق ۋە جۈپ ھالەتكە بۆلۈشكە بولىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، تۆۋەن چاستوتا بەلۋاغنىڭ ئاساسىي تاق ھالەت ۋە يۇقىرى چاستوتا بەلۋاغنىڭ ئاساسىي جۈپ ھالەتلىرى نۇر ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشنىڭ كەڭ بەلباغلىق سىنخرونلىشىشىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ، شۇنىڭ بىلەن خىزمەت بەلۋاغ كەڭلىكىنى تېخىمۇ ياخشىلايدۇ.
توك تەلىپىگە ئاساسەن، پۈتۈن تۇرۇبا 20 كىلوۋولتلۇق قوزغاتقۇچ توك بېسىمى ۋە 2 × 80 mA قوش نۇرلۇق توك بىلەن لايىھەلەنگەن. توك بېسىمىنى SDV-SWS نىڭ خىزمەت ئۆتكۈزۈش كەڭلىكىگە ئەڭ يېقىنلاشتۇرۇش ئۈچۈن، بىز p دەۋرىنىڭ ئۇزۇنلۇقىنى ھېسابلاشىمىز كېرەك. نۇرلۇق توك بېسىمى بىلەن دەۋر ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەت (1)10 تەڭلىمىسىدە كۆرسىتىلدى:
220 GHz نىڭ مەركىزىي چاستوتىسىدا باسقۇچ يۆتكىلىشىنى 2.5π غا تەڭشەش ئارقىلىق، p دەۋرىنى 0.46 mm دەپ ھېسابلاشقا بولىدۇ. 2a-رەسىمدە SWS بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ تارقىلىش خۇسۇسىيىتى كۆرسىتىلگەن. 20 kV نۇر لىنىيىسى قوش موداللىق ئەگرى سىزىققا ناھايىتى ماس كېلىدۇ. ماس كېلىدىغان چاستوتا بەلبېغى 210–265.3 GHz (تاق ھالەت) ۋە 265.4–280 GHz (جۈپ ھالەت) دائىرىسىدە تەخمىنەن 70 GHz غا يېتىشى مۇمكىن. 2b-رەسىمدە ئوتتۇرىچە ئۇلىنىش ئىمپېدانسى كۆرسىتىلگەن بولۇپ، ئۇ 210 دىن 290 GHz غىچە بولغان ئارىلىقتا 0.6 Ω دىن يۇقىرى بولۇپ، بۇ مەشغۇلات بەلبېغىدا كۈچلۈك ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ يۈز بېرىشى مۇمكىنلىكىنى كۆرسىتىدۇ.
(a) 20 kV ئېلېكترون نۇر لىنىيىسىگە ئىگە قوش مودېللىق SDV-SWS نىڭ تارقىلىش خۇسۇسىيىتى. (b) SDV ئاستا دولقۇنلۇق توك يولىنىڭ ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش ئىمپېدانسى.
قانداقلا بولمىسۇن، تاق ۋە جۈپ ھالەتلەر ئارىسىدا بەلۋاغ بوشلۇقى بارلىقىنى ئەسكەرتىش كېرەك، بىز ئادەتتە بۇ بەلۋاغ بوشلۇقىنى توختىتىش بەلۋاغ دەپ ئاتايمىز، بۇ رەسىم 2a دا كۆرسىتىلگەندەك. ئەگەر TWT بۇ چاستوتا بەلۋاغ ئەتراپىدا ئىشلىسە، كۈچلۈك نۇر ئۇلىنىش كۈچى پەيدا بولۇشى مۇمكىن، بۇ بولسا كېرەكسىز تەۋرىنىشلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئەمەلىي قوللىنىشتا، بىز ئادەتتە توختىتىش بەلۋاغ يېنىدا TWT ئىشلىتىشتىن ساقلىنىمىز. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ ئاستا دولقۇن قۇرۇلمىسىنىڭ بەلۋاغ بوشلۇقى پەقەت 0.1 GHz ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. بۇ كىچىك بەلۋاغ بوشلۇقى تەۋرىنىشلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان-چىقارمايدىغانلىقىنى بېكىتىش تەس. شۇڭا، توختىتىش بەلۋاغ ئەتراپىدىكى مەشغۇلاتنىڭ مۇقىملىقى تۆۋەندىكى PIC سىمۇلياتسىيە بۆلۈمىدە تەكشۈرۈلۈپ، كېرەكسىز تەۋرىنىشلەرنىڭ يۈز بېرىش-بەرمەسلىكىنى تەھلىل قىلىنىدۇ.
پۈتۈن HFS نىڭ مودېلى 3-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. ئۇ Bragg رېفلىكتورى ئارقىلىق تۇتاشتۇرۇلغان ئىككى باسقۇچلۇق SDV-SWS دىن تەركىب تاپقان. رېفلىكتورنىڭ رولى ئىككى باسقۇچ ئوتتۇرىسىدىكى سىگنالنىڭ يەتكۈزۈلۈشىنى ئۈزۈش، ئۈستۈنكى ۋە ئاستىنقى پىچاقلار ئارىسىدا ھاسىل بولغان يۇقىرى دەرىجىلىك رېفلىكتور قاتارلىق ئىشلىمەيدىغان رېفلىكتورلارنىڭ تەۋرىنىشى ۋە ئەكس ئېتىشىنى باستۇرۇش، شۇنىڭ بىلەن پۈتۈن تۇرۇبانىڭ مۇقىملىقىنى زور دەرىجىدە ياخشىلاشتىن ئىبارەت. تاشقى مۇھىتقا ئۇلىنىش ئۈچۈن، SWS نى WR-4 ئۆلچەملىك دولقۇن يېتەكلىگۈچكە ئۇلاش ئۈچۈن سىزىقلىق كونۇسسىمان ئۇلىغۇچمۇ ئىشلىتىلىدۇ. ئىككى دەرىجىلىك قۇرۇلمىنىڭ يەتكۈزۈش كوئېففىتسېنتى 3D سىمۇلياتسىيە يۇمشاق دېتالىدىكى ۋاقىت دائىرىسى ھەل قىلغۇچ ئارقىلىق ئۆلچەنگەن. تېراگېرتس بەلبېغىنىڭ ماتېرىيالغا بولغان ئەمەلىي تەسىرىنى ئويلىشىپ، ۋاكۇئۇم قاپلىمىسىنىڭ ماتېرىيالى دەسلەپتە مىسقا تەڭشەلگەن، ئۆتكۈزۈشچانلىقى بولسا 2.25×107 S/m12 گە تۆۋەنلىتىلگەن.
4-رەسىمدە سىزىقلىق كونۇسلۇق ئۇلىغۇچلۇق ۋە ئۇلىغۇچسىز HFS نىڭ يەتكۈزۈش نەتىجىسى كۆرسىتىلدى. نەتىجىلەردىن قارىغاندا، ئۇلىغۇچنىڭ پۈتۈن HFS نىڭ يەتكۈزۈش ئىقتىدارىغا ئانچە تەسىرى يوق. 207 ~ 280 GHz كەڭ بەلباغلىق توردا پۈتۈن سىستېمىنىڭ قايتىش زىيىنى (S11 < − 10 dB) ۋە كىرگۈزۈش زىيىنى (S21 > − 5 dB) HFS نىڭ يەتكۈزۈش خۇسۇسىيىتىنىڭ ياخشى ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
ۋاكۇئۇم ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلىرىنىڭ توك بىلەن تەمىنلىشى سۈپىتىدە، ئېلېكترونلۇق تاپانچا ئۈسكۈنىنىڭ يېتەرلىك چىقىرىش قۇۋۋىتىنى ھاسىل قىلالايدىغان-قىلالمايدىغانلىقىنى بىۋاسىتە بەلگىلەيدۇ. II بۆلۈمدىكى HFS ئانالىزى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەندە، قوش نۇرلۇق EOS نى يېتەرلىك توك بىلەن تەمىنلەش ئۈچۈن لايىھىلەش كېرەك. بۇ بۆلۈمدە، W-band8،9 دىكى ئىلگىرىكى خىزمەتلەرگە ئاساسەن، قوش قەلەملىك ئېلېكترونلۇق تاپانچا تۈزلەڭلىك ماسكا قىسمى ۋە كونترول ئېلېكترودلىرى ئارقىلىق لايىھىلەنگەن. بىرىنچى، بۆلۈمدىكى SWS نىڭ لايىھىلەش تەلىپىگە ئاساسەن. رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك. 2، ئېلېكترون نۇرىنىڭ قوزغاتقۇچ توك بېسىمى Ua دەسلەپتە 20 kV غا تەڭشەلگەن، ئىككى ئېلېكترون نۇرىنىڭ توكى I 80 mA، ئېلېكترون نۇرىنىڭ نۇر دىئامېتىرى dw 0.13 mm. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، ئېلېكترون نۇرى ۋە كاتودنىڭ توك زىچلىقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن، ئېلېكترون نۇرىنىڭ سىقىلىش نىسبىتى 7 گە تەڭشەلگەن، شۇڭا ئېلېكترون نۇرىنىڭ توك زىچلىقى 603 A/cm2، كاتودنىڭ توك زىچلىقى 86 A/cm2 بولۇپ، بۇنى يېڭى كاتود ماتېرىياللىرى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولىدۇ. 14، 15، 16، 17- لايىھىلەش نەزەرىيىسىگە ئاساسلانغاندا، ئادەتتىكى پىئېرس ئېلېكترون مىلتىقىنى بىردىنبىر پەرقلەندۈرۈشكە بولىدۇ.
5-رەسىمدە ئايرىم-ئايرىم ھالدا مىلتىقنىڭ گورىزونتال ۋە تىك سىخېماتىك دىئاگراممىلىرى كۆرسىتىلگەن. بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، x يۆنىلىشىدىكى ئېلېكترون مىلتىقىنىڭ پىروفىلى ئادەتتىكى يوپۇرماق شەكىللىك ئېلېكترون مىلتىقىنىڭكى بىلەن دېگۈدەك ئوخشاش، y يۆنىلىشىدە بولسا ئىككى ئېلېكترون نۇرى قىسمەن ماسكا بىلەن ئايرىلغان. ئىككى كاتودنىڭ ئورنى ئايرىم-ئايرىم ھالدا x = – 0.155 mm، y = 0 mm ۋە x = 0.155 mm، y = 0 mm. سىقىلىش نىسبىتى ۋە ئېلېكترون كىرگۈزۈش چوڭلۇقىنىڭ لايىھە تەلىپىگە ئاساسەن، ئىككى كاتود يۈزىنىڭ ئۆلچىمى 0.91 mm × 0.13 mm دەپ بېكىتىلگەن.
x يۆنىلىشىدىكى ھەر بىر ئېلېكترون نۇرى قوبۇل قىلغان مەركەزلەشكەن ئېلېكتر مەيدانىنى ئۆز مەركىزىگە نىسبەتەن سىممېترىك قىلىش ئۈچۈن، بۇ ماقالە ئېلېكترون مىلتىقىغا كونترول ئېلېكترودىنى ئىشلىتىدۇ. مەركەزلەشكەن ئېلېكترود ۋە كونترول ئېلېكترودىنىڭ توك بېسىمىنى -20 kV غا، ئانودنىڭ توك بېسىمىنى 0 V غا تەڭشەش ئارقىلىق، 6-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، قوش نۇر مىلتىقىنىڭ يول تەقسىملىنىشىغا ئېرىشەلەيمىز. بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، تارقىتىلغان ئېلېكترونلار y يۆنىلىشىدە ياخشى سىقىلىشچانلىققا ئىگە، ھەمدە ھەر بىر ئېلېكترون نۇرى ئۆزىنىڭ سىممېترىك مەركىزى بويىچە x يۆنىلىشىگە يېقىنلىشىدۇ، بۇ كونترول ئېلېكترودىنىڭ مەركەزلەشكەن ئېلېكترود ھاسىل قىلغان تەڭسىز ئېلېكتر مەيدانىنى تەڭپۇڭلاشتۇرىدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ.
7-رەسىمدە x ۋە y يۆنىلىشىدىكى نۇر قاپلىمىسى كۆرسىتىلگەن. نەتىجىلەردىن قارىغاندا، x يۆنىلىشىدىكى ئېلېكترون نۇرىنىڭ پرويېكسىيە ئارىلىقى y يۆنىلىشىدىكىدىن پەرقلىق. x يۆنىلىشىدىكى ئېتىش ئارىلىقى تەخمىنەن 4 مىللىمېتىر، y يۆنىلىشىدىكى ئېتىش ئارىلىقى 7 مىللىمېتىرغا يېقىن. شۇڭا، ئەمەلىي ئېتىش ئارىلىقى 4 مىللىمېتىردىن 7 مىللىمېتىرغىچە بولۇشى كېرەك. 8-رەسىمدە ئېلېكترون نۇرىنىڭ كاتود يۈزىدىن 4.6 مىللىمېتىر يىراقلىقتىكى كېسىشمە يۈزى كۆرسىتىلگەن. كېسىشمە يۈزىنىڭ شەكلى ئۆلچەملىك ئايلانما ئېلېكترون نۇرىغا ئەڭ يېقىن ئىكەنلىكىنى كۆرەلەيمىز. ئىككى ئېلېكترون نۇرىنىڭ ئارىلىقى لايىھەلەنگەن 0.31 مىللىمېتىرغا يېقىن، رادىئۇسى تەخمىنەن 0.13 مىللىمېتىر بولۇپ، لايىھە تەلىپىگە ماس كېلىدۇ. 9-رەسىمدە نۇر ئېقىمىنىڭ سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى كۆرسىتىلگەن. ئىككى نۇر ئېقىمىنىڭ 76mA ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ، بۇ لايىھەلەنگەن 80mA بىلەن ماس كېلىدۇ.
ئەمەلىي قوللىنىشتا قوزغاتقۇچ توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشىنى كۆزدە تۇتۇپ، بۇ مودېلنىڭ توك بېسىمىغا سەزگۈرلۈكىنى تەتقىق قىلىش زۆرۈر. 19.8 ~ 20.6 كىلوۋولتلۇق توك بېسىمى دائىرىسىدە، 1-رەسىم ۋە 1.10 ۋە 11-رەسىملەردە كۆرسىتىلگەندەك، توك ۋە نۇر ئېقىمى قاپلىمىلىرى قولغا كەلتۈرۈلدى. نەتىجىلەردىن قارىغاندا، قوزغاتقۇچ توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشى ئېلېكترون نۇرى قاپلىمىسىغا ھېچقانداق تەسىر كۆرسەتمەيدۇ، ئېلېكترون نۇرى ئېقىمى پەقەت 0.74 دىن 0.78 A غىچە ئۆزگىرىدۇ. شۇڭا، بۇ ماقالىدە لايىھەلەنگەن ئېلېكترون مىلتىقى توك بېسىمىغا ياخشى سەزگۈرلۈككە ئىگە دەپ قاراشقا بولىدۇ.
x ۋە y يۆنىلىشىدىكى نۇر قاپلىمىسىغا توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشىنىڭ تەسىرى.
بىردەك ماگنىتلىق مەركەزلەشتۈرۈش مەيدانى ئورتاق دائىملىق ماگنىت مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسى. نۇر يولىنىڭ ھەممە يېرىدە بىردەك ماگنىت مەيدانى تارقىلىشى سەۋەبىدىن، ئۇ ئوق سىممېترىك ئېلېكترون نۇرلىرىغا ناھايىتى ماس كېلىدۇ. بۇ بۆلۈمدە، قوش قەلەم نۇرلىرىنىڭ ئۇزۇن مۇساپىلىك يەتكۈزۈلۈشىنى ساقلاش ئۈچۈن بىردەك ماگنىتلىق مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسى تەكلىپ قىلىندى. ھاسىل بولغان ماگنىت مەيدانى ۋە نۇر قاپلىمىسىنى تەھلىل قىلىش ئارقىلىق، مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسىنىڭ لايىھەلەش لايىھەسى تەكلىپ قىلىندى ۋە سەزگۈرلۈك مەسىلىسى تەتقىق قىلىندى. يەككە قەلەم نۇرىنىڭ مۇقىم يەتكۈزۈش نەزەرىيىسىگە ئاساسەن، بىرىللۇئىن ماگنىت مەيدانى قىممىتىنى (2) تەڭلىمە ئارقىلىق ھېسابلىغىلى بولىدۇ. بۇ ماقالىدە، بىز يەنە بۇ تەڭلىكنى يان تەرەپكە تارقالغان قوش قەلەم نۇرىنىڭ ماگنىت مەيدانىنى مۆلچەرلەش ئۈچۈنمۇ ئىشلىتىمىز. بۇ ماقالىدە لايىھەلەنگەن ئېلېكترون تاپانچىسى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەندە، ھېسابلانغان ماگنىت مەيدانى قىممىتى تەخمىنەن 4000 Gs. 20-پايدىلىنىشقا ئاساسلانغاندا، ئەمەلىي لايىھەلەردە ھېسابلانغان قىممەتنىڭ 1.5-2 ھەسسىسى ئادەتتە تاللىنىدۇ.
12-رەسىمدە بىردەك ماگنىت مەيدانى مەركەزلەشتۈرۈش مەيدانى سىستېمىسىنىڭ قۇرۇلمىسى كۆرسىتىلگەن. كۆك رەڭلىك قىسمى ئوق يۆنىلىشىدە ماگنىتلانغان مەڭگۈلۈك ماگنىت. ماتېرىيال تاللىنىشى NdFeB ياكى FeCoNi. سىمۇلياتسىيە مودېلىدىكى قالدۇق Br 1.3 T، ئۆتكۈزۈشچانلىقى 1.05. پۈتۈن توك يولىدىكى نۇرنىڭ مۇقىم ئۆتكۈزۈلۈشىگە كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، ماگنىتنىڭ ئۇزۇنلۇقى دەسلەپتە 70 مىللىمېتىرغا تەڭشەلگەن. بۇنىڭدىن باشقا، x يۆنىلىشىدىكى ماگنىتنىڭ چوڭلۇقى نۇر قانىلىدىكى كۆندۈلمە ماگنىت مەيدانىنىڭ بىردەك ياكى ئەمەسلىكىنى بەلگىلەيدۇ، بۇ x يۆنىلىشىدىكى چوڭلۇقنىڭ بەك كىچىك بولماسلىقىنى تەلەپ قىلىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، پۈتۈن تۇرۇبانىڭ باھاسى ۋە ئېغىرلىقىنى ئويلاشقاندا، ماگنىتنىڭ چوڭلۇقى بەك چوڭ بولماسلىقى كېرەك. شۇڭا، ماگنىتلار دەسلەپتە 150 مىللىمېتىر × 150 مىللىمېتىر × 70 مىللىمېتىرغا تەڭشەلگەن. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، پۈتۈن ئاستا دولقۇن توك يولىنى مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسىغا قويۇشقا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، ماگنىتلار ئارىسىدىكى ئارىلىق 20 مىللىمېتىرغا تەڭشەلگەن.
2015-يىلى، Purna Chandra Panda21 بىردەك ماگنىتلىق مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسىدا يېڭى باسقۇچلۇق تۆشۈككە ئىگە بىر قۇتۇپ پارچىسىنى تەكلىپ قىلدى، بۇ كاتودقا ئېقىم ئېقىپ كېتىشنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنى ۋە قۇتۇپ پارچىسى تۆشۈكىدە پەيدا بولغان كۆندەلمە ماگنىت مەيدانىنى تېخىمۇ ئازايتالايدۇ. بۇ ماقالىدە، بىز مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسىنىڭ قۇتۇپ پارچىسىغا باسقۇچلۇق قۇرۇلما قوشتۇق. قۇتۇپ پارچىسىنىڭ قېلىنلىقى دەسلەپتە 1.5 مىللىمېتىرغا تەڭشەلدى، ئۈچ باسقۇچنىڭ ئېگىزلىكى ۋە كەڭلىكى 0.5 مىللىمېتىر، قۇتۇپ پارچىسى تۆشۈكلىرى ئارىسىدىكى ئارىلىق 2 مىللىمېتىر، 13-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك.
14a-رەسىمدە ئىككى ئېلېكترون نۇرىنىڭ مەركىزىي سىزىقلىرى بويىدىكى ئوق يۆنىلىشىدىكى ماگنىت مەيدانىنىڭ تارقىلىشى كۆرسىتىلگەن. ئىككى ئېلېكترون نۇرى بويىدىكى ماگنىت مەيدانى كۈچىنىڭ تەڭ ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. ماگنىت مەيدانى قىممىتى تەخمىنەن 6000 Gs بولۇپ، بۇ نەزەرىيەۋى Brillouin مەيدانىنىڭ 1.5 ھەسسىسىگە تەڭ بولۇپ، يەتكۈزۈش ۋە مەركەزلەشتۈرۈش ئىقتىدارىنى ئاشۇرىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، كاتودتىكى ماگنىت مەيدانى دېگۈدەك 0 بولۇپ، قۇتۇپ پارچىسىنىڭ ماگنىت ئېقىمىنىڭ ئېقىپ كېتىشىنىڭ ئالدىنى ئېلىشقا ياخشى تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. 14b-رەسىمدە ئىككى ئېلېكترون نۇرىنىڭ ئۈستۈنكى گىرۋىكىدىكى z يۆنىلىشىدىكى كۆندۈلگەن ماگنىت مەيدانىنىڭ تارقىلىشى By كۆرسىتىلگەن. كۆندۈلگەن ماگنىت مەيدانىنىڭ پەقەت قۇتۇپ پارچىسى تۆشۈكىدە 200 Gs دىن تۆۋەن ئىكەنلىكىنى، ئاستا دولقۇن توك يولىدا كۆندۈلگەن ماگنىت مەيدانىنىڭ دېگۈدەك نۆل ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ، بۇ كۆندۈلگەن ماگنىت مەيدانىنىڭ ئېلېكترون نۇرىغا بولغان تەسىرىنىڭ ئاز ئىكەنلىكىنى ئىسپاتلايدۇ. قۇتۇپ پارچىلىرىنىڭ ماگنىتلىق تويۇنۇشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن، قۇتۇپ پارچىلىرى ئىچىدىكى ماگنىت مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكىنى تەتقىق قىلىش كېرەك. 14c-رەسىمدە قۇتۇپ پارچىسى ئىچىدىكى ماگنىت مەيدانىنىڭ تارقىلىشىنىڭ ئابسولوت قىممىتى كۆرسىتىلگەن. بۇنىڭدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ماگنىت مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكىنىڭ ئابسولوت قىممىتى... 1.2T دىن تۆۋەن بولۇپ، قۇتۇپ پارچىسىنىڭ ماگنىتلىق تويۇنۇش يۈز بەرمەيدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ.
Br = 1.3 T ئۈچۈن ماگنىت مەيدانى كۈچلۈكلۈكىنىڭ تەقسىملىنىشى.(a) ئوق يۆنىلىشىدىكى مەيدان تەقسىملىنىشى.(b) z يۆنىلىشىدىكى By يان تەرەپتىكى مەيدان تەقسىملىنىشى.(c) قۇتۇپ پارچىسى ئىچىدىكى مەيدان تەقسىملىنىشىنىڭ ئابسولۇت قىممىتى.
CST PS مودۇلىغا ئاساسەن، قوش نۇرلۇق مىلتىق بىلەن فوكۇسلاش سىستېمىسىنىڭ ئوق يۆنىلىشىدىكى نىسبىي ئورنى ئەلالاشتۇرۇلغان. 9-پايدىلىنىش ۋە سىمۇلياتسىيەلەرگە ئاساسلانغاندا، ئەڭ ياخشى ئورۇن ئانود پارچىسىنىڭ ماگنىتتىن يىراقلاشقان قۇتۇپ پارچىسى بىلەن قاپلىشىپ تۇرىدىغان جايى. قانداقلا بولمىسۇن، ئەگەر قالدۇق 1.3T غا تەڭشەلسە، ئېلېكترون نۇرىنىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقى %99 كە يېتەلمەيدىغانلىقى بايقالغان. قالدۇق 1.4T غا ئاشۇرۇش ئارقىلىق، فوكۇسلاش ماگنىت مەيدانى 6500 Gs غا يېتىدىكەن. xoz ۋە yoz تۈزلەڭلىكىدىكى نۇرنىڭ يۆنىلىشى 15-رەسىمدە كۆرسىتىلگەن. نۇرنىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقى ياخشى، تەۋرىنىشى كىچىك ۋە ئۆتكۈزۈش ئارىلىقى 45mm دىن چوڭ ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ.
Br = 1.4 T بولغان بىر خىل ماگنىتلىق سىستېما ئاستىدىكى قوش قەلەم نۇرىنىڭ ترايېكتورىيىسى.(a) xoz تۈزلەڭلىكى.(b) yoz تۈزلەڭلىكى.
16-رەسىمدە كاتودتىن يىراقلاشقان ھەر خىل ئورۇنلاردىكى نۇرنىڭ كېسىشمە يۈزى كۆرسىتىلدى. فوكۇسلاش سىستېمىسىدىكى نۇر بۆلىكىنىڭ شەكلىنىڭ ياخشى ساقلانغانلىقىنى، ھەمدە بۆلەك دىئامېتىرىنىڭ ئانچە ئۆزگەرمىگەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. 17-رەسىمدە ئايرىم-ئايرىم ھالدا x ۋە y يۆنىلىشىدىكى نۇر قاپلىرى كۆرسىتىلدى. نۇرنىڭ ئىككى يۆنىلىشتىكى تەۋرىنىشىنىڭ ناھايىتى كىچىك ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. 18-رەسىمدە نۇر ئېقىمىنىڭ سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى كۆرسىتىلدى. نەتىجىلەردىن قارىغاندا، توك تەخمىنەن 2 × 80 mA بولۇپ، بۇ ئېلېكترون مىلتىقى لايىھىسىدىكى ھېسابلىغان قىممەت بىلەن ماس كېلىدۇ.
كاتودتىن يىراقلاشقان ھەر خىل ئورۇنلاردىكى ئېلېكترون نۇرىنىڭ كېسىشمە يۈزى (فوكۇسلاش سىستېمىسى بىلەن).
ئەمەلىي بىر تەرەپ قىلىش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا يىغىش خاتالىقى، توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشى ۋە ماگنىت مەيدانى كۈچلۈكلۈكىنىڭ ئۆزگىرىشى قاتارلىق بىر قاتار مەسىلىلەرنى كۆزدە تۇتقاندا، مەركەزلەشتۈرۈش سىستېمىسىنىڭ سەزگۈرلۈكىنى تەھلىل قىلىش كېرەك. چۈنكى ئەمەلىي بىر تەرەپ قىلىشتا ئانود پارچىسى بىلەن قۇتۇپ پارچىسى ئارىسىدا بوشلۇق بار، شۇڭا بۇ بوشلۇقنى سىمۇلياتسىيەدە تەڭشەش كېرەك. بوشلۇق قىممىتى 0.2 مىللىمېتىرغا تەڭشەلدى، 19a-رەسىمدە نۇر قاپىقى ۋە نۇر ئېقىمى y يۆنىلىشىدە كۆرسىتىلدى. بۇ نەتىجە نۇر قاپىدىكى ئۆزگىرىشنىڭ مۇھىم ئەمەسلىكىنى ۋە نۇر ئېقىمىنىڭ ئاساسەن ئۆزگەرمەيدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. شۇڭلاشقا، سىستېما يىغىش خاتالىقىغا سەزگۈر ئەمەس. ھەيدەش توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشىگە نىسبەتەن، خاتالىق دائىرىسى ±0.5 كىلوۋولتقا تەڭشەلدى. 19b-رەسىمدە سېلىشتۇرۇش نەتىجىلىرى كۆرسىتىلدى. توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشىنىڭ نۇر قاپىغا ئانچە تەسىر كۆرسەتمەيدىغانلىقىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. ماگنىت مەيدانى كۈچلۈكلۈكىنىڭ ئۆزگىرىشىگە نىسبەتەن خاتالىق دائىرىسى -0.02 دىن +0.03 T غىچە تەڭشەلدى. سېلىشتۇرۇش نەتىجىلىرى 20-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. نۇر قاپىقى ئاساسەن ئۆزگەرمەيدىغانلىقىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ، بۇ پۈتۈن EOS نىڭ ماگنىت مەيدانى كۈچلۈكلۈكىنىڭ ئۆزگىرىشىگە سەزگۈر ئەمەسلىكىنى بىلدۈرىدۇ.
بىردەك ماگنىتلىق فوكۇسلاش سىستېمىسى ئاستىدا نۇر قاپلىمىسى ۋە توك نەتىجىسى.(a) يىغىشقا بولغان چىدامچانلىقى 0.2 مىللىمېتىر.(b) قوزغاتقۇچ توك بېسىمىنىڭ ئۆزگىرىشى ±0.5 كىلوۋولت.
ئوق يۆنىلىشىدىكى ماگنىت مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈك تەۋرىنىشى 0.63 تىن 0.68 T غىچە بولغان بىردەك ماگنىتلىق فوكۇسلاش سىستېمىسى ئاستىدىكى نۇر قاپلىمىسى.
بۇ ماقالىدە لايىھەلەنگەن فوكۇسلاش سىستېمىسىنىڭ HFS بىلەن ماس كېلىشىگە كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن، تەتقىقات ئۈچۈن فوكۇسلاش سىستېمىسى بىلەن HFS نى بىرلەشتۈرۈش كېرەك. 21-رەسىمدە HFS قاچىلانغان ۋە قاچىلانغان ئەمەس نۇر قاپلىرىنىڭ سېلىشتۇرمىسى كۆرسىتىلگەن. نەتىجىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، پۈتۈن HFS قاچىلانغاندا نۇر قاپىقى ئانچە ئۆزگەرمەيدۇ. شۇڭا، فوكۇسلاش سىستېمىسى يۇقىرىدىكى لايىھەدىكى ھەرىكەتچان دولقۇن نەيچىسى HFS غا ماس كېلىدۇ.
III بۆلۈمدە ئوتتۇرىغا قويۇلغان EOS نىڭ توغرىلىقىنى جەزملەشتۈرۈش ۋە 220 GHz SDV-TWT نىڭ ئىقتىدارىنى تەكشۈرۈش ئۈچۈن، نۇر-دولقۇن ئۆزئارا تەسىرىنىڭ 3D-PIC سىمۇلياتسىيەسى ئېلىپ بېرىلدى. سىمۇلياتسىيە يۇمشاق دېتالىنىڭ چەكلىمىسى سەۋەبىدىن، بىز پۈتۈن EOS نى HFS غا قوشالمىدۇق. شۇڭلاشقا، ئېلېكترون مىلتىقى دىئامېتىرى 0.13mm ۋە ئىككى يۈز ئارىسىدىكى ئارىلىقى 0.31mm بولغان ئېكۋىۋالېنت نۇر چىقىرىش يۈزى بىلەن ئالماشتۇرۇلدى، بۇ يۇقىرىدا لايىھەلەنگەن ئېلېكترون مىلتىقى بىلەن ئوخشاش پارامېتىرلار. EOS نىڭ سەزگۈرسىزلىكى ۋە ياخشى مۇقىملىقى سەۋەبىدىن، PIC سىمۇلياتسىيەسىدە ئەڭ ياخشى چىقىش قۇۋۋىتىگە ئېرىشىش ئۈچۈن ھەرىكەتلەندۈرگۈچ توك بېسىمىنى مۇۋاپىق ئەلالاشتۇرغىلى بولىدۇ. سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، تويۇنغان چىقىش قۇۋۋىتى ۋە پايدا 20.6 kV ھەرىكەتلەندۈرگۈچ توك بېسىمى، 2 × 80 mA (603 A/cm2) نۇر ئېقىمى ۋە 0.05 W كىرىش قۇۋۋىتىدە قولغا كەلتۈرۈلىدۇ.
ئەڭ ياخشى چىقىش سىگنالىغا ئېرىشىش ئۈچۈن، دەۋرىيلىك سانىنىمۇ ئەلالاشتۇرۇش كېرەك. ئەڭ ياخشى چىقىش قۇۋۋىتى ئىككى باسقۇچ سانى 42 + 48 دەۋرىيلىك بولغاندا ئېرىشىلىدۇ، بۇ 22a-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك. 0.05 W كىرىش سىگنالى 314 W غا كۈچەيتىلىدۇ، 38 dB كۈچەيتىلىدۇ. تېز فوريېر ئۆزگەرتىش (FFT) ئارقىلىق ئېرىشكەن چىقىش قۇۋۋىتى سپېكتىرى ساپ بولۇپ، 220 GHz دا ئەڭ يۇقىرى پەللىگە چىقىدۇ. 22b-رەسىمدە SWS دىكى ئېلېكترون ئېنېرگىيەسىنىڭ ئوق يۆنىلىشىدىكى تەقسىملىنىشى كۆرسىتىلگەن بولۇپ، ئېلېكترونلارنىڭ كۆپىنچىسى ئېنېرگىيەسىنى يوقىتىدۇ. بۇ نەتىجە SDV-SWS نىڭ ئېلېكترونلارنىڭ كىنېتىك ئېنېرگىيەسىنى RF سىگنالىغا ئايلاندۇرالايدىغانلىقىنى، شۇنىڭ بىلەن سىگنالنى كۈچەيتىشنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
220 GHz دىكى SDV-SWS چىقىش سىگنالى.(a) قوشۇلغان سپېكتىر بىلەن چىقىش قۇۋۋىتى.(b) SWS قىستۇرمىسىنىڭ ئاخىرىدىكى ئېلېكترون نۇرى بىلەن ئېلېكترونلارنىڭ ئېنېرگىيە تەقسىملىنىشى.
23-رەسىمدە قوش رېژىملىق قوش نۇرلۇق SDV-TWT نىڭ چىقىش قۇۋۋىتىنىڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ۋە كۈچەيتىشى كۆرسىتىلگەن. 200 دىن 275 GHz گىچە چاستوتا كېڭەيتىش ۋە قوزغاتقۇچ توك بېسىمىنى ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق چىقىش ئىقتىدارىنى تېخىمۇ ياخشىلىغىلى بولىدۇ. بۇ نەتىجە 3 dB بەلۋاغ كەڭلىكىنىڭ 205 دىن 275 GHz گىچە بولغان ئارىلىقنى قاپلىيالايدىغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ قوش رېژىملىق مەشغۇلاتنىڭ مەشغۇلات بەلۋاغ كەڭلىكىنى زور دەرىجىدە كېڭەيتەلەيدىغانلىقىدىن دېرەك بېرىدۇ.
قانداقلا بولمىسۇن، 2a-رەسىمگە ئاساسلانغاندا، بىز تاق ۋە جۈپ ھالەتلەر ئارىسىدا توختاش بەلبېغى بارلىقىنى بىلىمىز، بۇ بولسا خالىمىغان تەۋرىنىشلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. شۇڭا، توختاشلار ئەتراپىدىكى خىزمەت مۇقىملىقىنى تەتقىق قىلىش كېرەك. 24a-c رەسىملىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 265.3 GHz، 265.35 GHz ۋە 265.4 GHz دىكى 20 ns سىمۇلياتسىيە نەتىجىسى. سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرىدە بەزى تەۋرىنىشلەر بولسىمۇ، چىقىرىش قۇۋۋىتىنىڭ نىسبەتەن مۇقىم ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. سپېكتىر ئايرىم-ئايرىم ھالدا 24-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، سپېكتىر ساپ. بۇ نەتىجىلەر توختاش بەلبېغى ئەتراپىدا ئۆز-ئۆزىدىن تەۋرىنىش يوقلۇقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.
پۈتۈن HFS نىڭ توغرىلىقىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ياساش ۋە ئۆلچەش زۆرۈر. بۇ قىسىمدا، HFS كومپيۇتېر سانلىق كونترول (CNC) تېخنىكىسى ئارقىلىق ياسىلىدۇ، قورال دىئامېتىرى 0.1 مىللىمېتىر، پىششىقلاپ ئىشلەش توغرىلىقى 10 μm. يۇقىرى چاستوتا قۇرۇلمىسىنىڭ ماتېرىيالى ئوكسىگېنسىز يۇقىرى ئۆتكۈزۈشچانلىق (OFHC) مىس بىلەن تەمىنلىنىدۇ. 25a-رەسىمدە ياسالغان قۇرۇلما كۆرسىتىلگەن. پۈتۈن قۇرۇلمىنىڭ ئۇزۇنلۇقى 66.00 مىللىمېتىر، كەڭلىكى 20.00 مىللىمېتىر ۋە ئېگىزلىكى 8.66 مىللىمېتىر. قۇرۇلمىنىڭ ئەتراپىغا سەككىز مىخ تۆشۈكى تارقالغان. 25b-رەسىمدە ئېلېكترون مىكروسكوپى (SEM) ئارقىلىق قۇرۇلما كۆرسىتىلگەن. بۇ قۇرۇلمىنىڭ پىچاقلىرى بىردەك ئىشلەپچىقىرىلىدۇ ۋە يۈزىنىڭ پۇراقلىقى ياخشى. ئېنىق ئۆلچەشتىن كېيىن، ئومۇمىي پىششىقلاپ ئىشلەش خاتالىقى %5 تىن تۆۋەن، يۈزىنىڭ پۇراقلىقى تەخمىنەن 0.4μm. پىششىقلاپ ئىشلەش قۇرۇلمىسى لايىھە ۋە ئېنىقلىق تەلىپىگە ماس كېلىدۇ.
26-رەسىمدە ئەمەلىي سىناق نەتىجىلىرى بىلەن يەتكۈزۈش ئىقتىدارىنىڭ سىمۇلياتسىيەسىنى سېلىشتۇرۇش كۆرسىتىلگەن. 26a-رەسىمدىكى 1-ئېغىز ۋە 2-ئېغىز ئايرىم-ئايرىم ھالدا HFS نىڭ كىرىش ۋە چىقىش ئېغىزلىرىغا ماس كېلىدۇ، ھەمدە 3-رەسىمدىكى 1-ئېغىز ۋە 4-ئېغىزغا باراۋەر. S11 نىڭ ئەمەلىي ئۆلچەش نەتىجىلىرى سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرىدىن سەل ياخشىراق. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، S21 نىڭ ئۆلچەنگەن نەتىجىلىرى سەل ناچارراق. سەۋەبى سىمۇلياتسىيەدە بەلگىلەنگەن ماتېرىيال ئۆتكۈزۈشچانلىقىنىڭ بەك يۇقىرى بولۇشى ۋە ئەمەلىي پىششىقلاپ ئىشلەنگەندىن كېيىنكى يۈزەكى پۇراقلىقنىڭ ناچار بولۇشى مۇمكىن. ئومۇمەن قىلىپ ئېيتقاندا، ئۆلچەنگەن نەتىجىلەر سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى بىلەن ياخشى ماس كېلىدۇ، ھەمدە يەتكۈزۈش بەلباغ كەڭلىكى 70 GHz تەلىپىگە ماس كېلىدۇ، بۇ تەكلىپ قىلىنغان قوش ھالەتلىك SDV-TWT نىڭ مۇمكىنچىلىكى ۋە توغرىلىقىنى دەلىللەيدۇ. شۇڭا، ئەمەلىي ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ۋە سىناق نەتىجىلىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ، بۇ ماقالىدە تەكلىپ قىلىنغان ئۇلترا كەڭ بەلباغلىق قوش نۇرلۇق SDV-TWT لايىھىسى كېيىنكى ئىشلەپچىقىرىش ۋە قوللىنىشلاردا ئىشلىتىلىشى مۇمكىن.
بۇ ماقالىدە، تۈزلەڭلىك تەقسىملەش 220 GHz قوش نۇرلۇق SDV-TWT نىڭ تەپسىلىي لايىھىسى كۆرسىتىلدى. قوش ھالەتلىك مەشغۇلات ۋە قوش نۇرلۇق قوزغىتىشنىڭ بىرلەشتۈرۈلۈشى مەشغۇلات ئۆتكۈزۈش كەڭلىكى ۋە چىقىرىش قۇۋۋىتىنى تېخىمۇ ئاشۇرىدۇ. پۈتۈن HFS نىڭ توغرىلىقىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ياساش ۋە سوغۇق سىناق ئېلىپ بېرىلدى. ئەمەلىي ئۆلچەش نەتىجىلىرى سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرى بىلەن ياخشى ماس كېلىدۇ. لايىھەلەنگەن ئىككى نۇرلۇق EOS ئۈچۈن، ماسكا بۆلىكى ۋە كونترول ئېلېكترودلىرى بىرلىكتە ئىككى قەلەم نۇرى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن ئىشلىتىلدى. لايىھەلەنگەن بىردەك مەركەزلىك ماگنىت مەيدانى ئاستىدا، ئېلېكترون نۇرى ئۇزۇن ئارىلىققا مۇقىم يەتكۈزۈلۈپ، ياخشى شەكىلدە يەتكۈزۈلىدۇ. كەلگۈسىدە، EOS نى ئىشلەپچىقىرىش ۋە سىناق قىلىش ئېلىپ بېرىلىدۇ، شۇنداقلا پۈتۈن TWT نىڭ ئىسسىقلىق سىنىقىمۇ ئېلىپ بېرىلىدۇ. بۇ ماقالىدە ئوتتۇرىغا قويۇلغان بۇ SDV-TWT لايىھەلەش لايىھىسى ھازىرقى پىشقان تۈزلەڭلىك بىر تەرەپ قىلىش تېخنىكىسىنى تولۇق بىرلەشتۈرىدۇ، ھەمدە ئىقتىدار كۆرسەتكۈچلىرى ۋە بىر تەرەپ قىلىش ۋە يىغىش جەھەتتە زور يوشۇرۇن كۈچكە ئىگە. شۇڭا، بۇ ماقالىدە تۈزلەڭلىك قۇرۇلمىنىڭ تېراگېرتس بەلبېغىدىكى ۋاكۇئۇم ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلىرىنىڭ تەرەققىيات يۈزلىنىشىگە ئايلىنىشى مۇمكىن دەپ قارىلىدۇ.
بۇ تەتقىقاتتىكى خام سانلىق مەلۇماتلار ۋە ئانالىز مودېللىرىنىڭ كۆپىنچىسى بۇ ماقالىگە كىرگۈزۈلدى. مۇۋاپىق تەلەپ بويىچە مۇناسىۋەتلىك ئۇچۇرلارنى مۇناسىۋەتلىك ئاپتوردىن ئالغىلى بولىدۇ.
گامزىنا، د. قاتارلىقلار. تېراگېرتستىن تۆۋەن ۋاكۇئۇم ئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرىنىڭ نانو كۆلەملىك CNC پىششىقلاپ ئىشلەش ئۇسۇلى. IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
مالېكابادى، A. ۋە پائولونى، C. كۆپ قەۋەتلىك SU-8 فوتورېزىستى ئىشلىتىپ تېراگېرتستىن تۆۋەن دولقۇن يوللىغۇچنىڭ UV-LIGA مىكرو ياساش. مىكرومېخانىك ژۇرنىلى. مىكروئېلېكترون.26، 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS قاتارلىقلار. 2017 THz تېخنىكىسى يول خەرىتىسى. 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 ئۇلترا كەڭ بەلباغلىق باسقۇچلۇق قوش تورلۇق دولقۇن يېتەكچىسى ئارقىلىق پلازمون دولقۇنىنىڭ تارقىلىشىنى كۈچلۈك چەكلەش.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.3041646 (2008).
Baig, A. قاتارلىقلار. Nano CNC ماشىنىلاشتۇرۇلغان 220 GHz ھەرىكەتچان دولقۇن تۇرۇبىسى كۈچەيتكۈچنىڭ ئىقتىدارى. IEEE ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنى يۆتكەش. 64, 590–592 (2017).
Han, Y. & Ruan, CJ ماكروسكوپ سوغۇق سۇيۇقلۇق مودېل نەزەرىيىسى ئارقىلىق چەكسىز كەڭلىكتىكى ئېلېكترون نۇرلىرىنىڭ دىئوكوترون مۇقىمسىزلىقىنى تەكشۈرۈش. Chin Phys B. 20, 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/104101 (2011).
گالدېتسكىي، AV كۆپ نۇرلۇق كلىستروندا نۇرنىڭ تۈزلەڭلىك ئورۇنلاشتۇرۇلۇشى ئارقىلىق بەلۋاغ كەڭلىكىنى ئاشۇرۇش پۇرسىتى توغرىسىدا. ھىندىستاننىڭ بانگالور شەھىرىدىكى 12-نۆۋەتلىك IEEE خەلقئارا ۋاكۇئۇم ئېلېكترونلۇق يىغىنى، 5747003، 317–318 https://doi.org/10.1109/IVEC.2011.5747003 (2011).
نىگۇيېن، CJ قاتارلىقلار. W-دىئامېتىرلىق ئىككى قاناتلىق ھەرىكەت دولقۇنى تۇرۇبىسىدىكى تار نۇر بۆلۈنۈش تۈزلەڭلىكى تەقسىملىنىشىغا ئىگە ئۈچ نۇرلۇق ئېلېكترونلۇق مىلتىق لايىھىلەش [J]. ئىلىم-پەن ژۇرنىلى 11، 940. https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
ۋاڭ، PP، سۇ، YY، جاڭ، ز.، ۋاڭ، WB ۋە رۇەن، CJ W-دىئامېتىرلىق ئاساسىي ھالەت ئۈچۈن تار نۇر ئايرىش ئىقتىدارىغا ئىگە پلانار تەقسىملەنگەن ئۈچ نۇرلۇق ئېلېكترون ئوپتىكىلىق سىستېما TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021).
Zhan, M. مىللىمېتىر دولقۇنلۇق ياپراق نۇرلىرى بىلەن ئارىلاشتۇرۇلغان قوش قاناتلىق ھەرىكەتچان دولقۇن تۇرۇبىسى تەتقىقاتى 20-22 (دوكتورلۇق ئۇنۋانى، بېيخاڭ ئۇنىۋېرسىتېتى، 2018).
رۇەن، CJ، جاڭ، HF، تاۋ، J. ۋە خې، Y. G-دىئامېتىرلىق ئارىلاشما قوش قاناتلىق ساياھەت دولقۇن نەيچىسىنىڭ نۇر دولقۇنى ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىش مۇقىملىقىنى تەتقىق قىلىش. 2018-يىللىق 43-نۆۋەتلىك ئىنفىرا قىزىل نۇر مىللىمېتىرى ۋە تېراگېرتز دولقۇنى خەلقئارا يىغىنى، ناگويا. 8510263، https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2018.8510263 (2018).