В ИПФ РАН в гиротроне на второй циклотронной гармонике на частоте 527 ГГц получена мощность излучения 250 Вт в непрерывном режиме генерации. Указанное значение мощности почти на порядок превосходит предыдущие мировые достижения.
Созданный гиротрон был разработан на основе хорошо зарекомендовавшего себя гиротрона с частотой 263 ГГц, работающего на основной гармонике гирочастоты. Катодно-анодный узел претерпел незначительные изменения, поскольку экспериментально было подтверждено высокое качество электронного потока, а пространство взаимодействия и квазиоптический преобразователь были оптимизированы под выбранную для нового гиротрона рабочую моду ТЕ6,5. После выполнения аналитических оценок и численного моделирования, подтвердивших возможность достижения заявленной мощности, главной задачей стало изготовление основных узлов прибора в том числе, самого важного из них – резонатора, поскольку для таких частот требуемые точности изготовления составляют доли микрона. Достигнутые в экспериментах рекордные параметры, соответствующие результатам расчётов, свидетельствуют как об адекватности используемых моделей и корректности расчетов, так и высокой культуре производства гироприборов.
Полученный результат открывает возможность для дальнейшего освоения гиротронами терагерцового диапазона частот – для преодоления «терагерцового провала». На этих частотах традиционные электровакуумные приборы и лазеры, в силу физических ограничений, не способны генерировать большие мощности, которые необходимы для ряда приложений, спектроскопии и диагностики различных сред, в устройствах ядерного магнитного резонанса.
Работа была выполнена в рамках программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в РФ на период до 2024 года» (КП РТТН).
