Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে CSS-এর জন্য সীমিত সমর্থন রয়েছে। সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্যতা মোড বন্ধ করুন)। ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটি প্রদর্শন করব।
এই গবেষণাপত্রে, একটি 220GHz ব্রডব্যান্ড উচ্চ-শক্তি ইন্টারলিভড ডাবল-ব্লেড ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টিউব ডিজাইন এবং যাচাই করা হয়েছে।প্রথমত, একটি প্ল্যানার ডাবল-বিম স্ট্যাগার্ড ডাবল-ব্লেড স্লো-ওয়েভ কাঠামো প্রস্তাব করা হয়েছে।একটি ডুয়াল-মোড অপারেশন স্কিম ব্যবহার করে, ট্রান্সমিশন কর্মক্ষমতা এবং ব্যান্ডউইথ একক-মোডের তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ।দ্বিতীয়ত, উচ্চ আউটপুট পাওয়ারের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে এবং ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টিউবের স্থিতিশীলতা উন্নত করার জন্য, একটি ডবল পেন্সিল-আকৃতির ইলেকট্রনিক অপটিক্যাল সিস্টেম ডিজাইন করা হয়েছে, ড্রাইভিং ভোল্টেজ 20~21 kV, এবং কারেন্ট 2 × 80 mA।নকশা লক্ষ্য।ডাবল বিম বন্দুকের মাস্ক অংশ এবং নিয়ন্ত্রণ ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে, দুটি পেন্সিল বিম তাদের নিজ নিজ কেন্দ্র বরাবর 7 এর কম্প্রেশন অনুপাত সহ ফোকাস করা যেতে পারে, ফোকাসিং দূরত্ব প্রায় 0.18 মিমি এবং স্থিতিশীলতা ভাল।ইউনিফর্ম ম্যাগনেটিক ফোকাসিং সিস্টেমটিও অপ্টিমাইজ করা হয়েছে।প্ল্যানার ডাবল ইলেকট্রন বিমের স্থিতিশীল ট্রান্সমিশন দূরত্ব 45 মিমি পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে এবং ফোকাসিং চৌম্বক ক্ষেত্র 0.6 T, যা সমগ্র উচ্চ কভার করার জন্য যথেষ্ট। ফ্রিকোয়েন্সি সিস্টেম (HFS)। এরপর, ইলেকট্রন-অপটিক্যাল সিস্টেমের ব্যবহারযোগ্যতা এবং ধীর-তরঙ্গ কাঠামোর কর্মক্ষমতা যাচাই করার জন্য, সমগ্র HFS-এ পার্টিকেল সেল (PIC) সিমুলেশনগুলিও সঞ্চালিত হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে বিম-ইন্টারঅ্যাকশন সিস্টেমটি 220 GHz এ প্রায় 310 W এর সর্বোচ্চ আউটপুট শক্তি অর্জন করতে পারে, অপ্টিমাইজড বিম ভোল্টেজ 20.6 kV, বিম কারেন্ট 2 × 80 mA, লাভ 38 dB, এবং 3-dB ব্যান্ডউইথ প্রায় 70 GHz 35 dB ছাড়িয়ে যায়। অবশেষে, HFS-এর কর্মক্ষমতা যাচাই করার জন্য উচ্চ-নির্ভুল মাইক্রোস্ট্রাকচার তৈরি করা হয় এবং ফলাফলগুলি দেখায় যে ব্যান্ডউইথ এবং ট্রান্সমিশন বৈশিষ্ট্যগুলি সিমুলেশন ফলাফলের সাথে ভালভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ। অতএব, এই গবেষণাপত্রে প্রস্তাবিত স্কিমটি ভবিষ্যতের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সম্ভাব্য উচ্চ-শক্তি, অতি-ব্রডব্যান্ড টেরাহার্টজ-ব্যান্ড বিকিরণ উত্স বিকাশ করবে বলে আশা করা হচ্ছে।
একটি ঐতিহ্যবাহী ভ্যাকুয়াম ইলেকট্রনিক ডিভাইস হিসেবে, ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টিউব (TWT) উচ্চ-রেজোলিউশন রাডার, স্যাটেলাইট যোগাযোগ ব্যবস্থা এবং মহাকাশ অনুসন্ধানের মতো অনেক অ্যাপ্লিকেশনে একটি অপূরণীয় ভূমিকা পালন করে1,2,3।যাইহোক, অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি টেরাহার্টজ ব্যান্ডে প্রবেশ করার সাথে সাথে, তুলনামূলকভাবে কম আউটপুট শক্তি, সংকীর্ণ ব্যান্ডউইথ এবং কঠিন উৎপাদন প্রক্রিয়ার কারণে ঐতিহ্যবাহী কাপলড-ক্যাভিটি TWT এবং হেলিকাল TWT মানুষের চাহিদা পূরণ করতে অক্ষম হয়েছে।অতএব, THz ব্যান্ডের কর্মক্ষমতা কীভাবে ব্যাপকভাবে উন্নত করা যায় তা অনেক বৈজ্ঞানিক গবেষণা প্রতিষ্ঠানের জন্য একটি অত্যন্ত উদ্বেগজনক বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে।সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, নতুন ধীর-তরঙ্গ কাঠামো (SWS), যেমন স্তব্ধ ডুয়াল-ব্লেড (SDV) কাঠামো এবং ভাঁজ করা ওয়েভগাইড (FW) কাঠামো, তাদের প্রাকৃতিক সমতল কাঠামোর কারণে ব্যাপক মনোযোগ পেয়েছে, বিশেষ করে নতুন SDV-SWS প্রতিশ্রুতিশীল সম্ভাবনার কারণে।এই কাঠামোটি 20084 সালে UC-Davis দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল। কম্পিউটার সংখ্যাসূচক নিয়ন্ত্রণ (CNC) এবং UV-LIGA, অল-মেটাল প্যাকেজ কাঠামোর মতো মাইক্রো-ন্যানো প্রক্রিয়াকরণ কৌশল দ্বারা প্ল্যানার কাঠামো সহজেই তৈরি করা যেতে পারে। উচ্চতর আউটপুট শক্তি এবং লাভের সাথে বৃহত্তর তাপীয় ক্ষমতা প্রদান করতে পারে এবং ওয়েভগাইড-সদৃশ কাঠামো একটি বৃহত্তর কার্যকরী ব্যান্ডউইথও প্রদান করতে পারে। বর্তমানে, UC ডেভিস 2017 সালে প্রথমবারের মতো দেখিয়েছেন যে SDV-TWT G-band5-এ 100 W-এর বেশি উচ্চ-শক্তি আউটপুট এবং প্রায় 14 GHz ব্যান্ডউইথ সংকেত তৈরি করতে পারে। যাইহোক, এই ফলাফলগুলিতে এখনও এমন ফাঁক রয়েছে যা টেরাহার্টজ ব্যান্ডে উচ্চ শক্তি এবং প্রশস্ত ব্যান্ডউইথের সম্পর্কিত প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না। UC-Davis-এর G-band SDV-TWT-এর জন্য, শীট ইলেকট্রন বিম ব্যবহার করা হয়েছে। যদিও এই স্কিমটি বিমের বর্তমান বহন ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে, শীট বিম ইলেকট্রন অপটিক্যাল সিস্টেম (EOS) এর অস্থিরতার কারণে দীর্ঘ ট্রান্সমিশন দূরত্ব বজায় রাখা কঠিন এবং একটি ওভার-মোড বিম টানেল রয়েছে, যা বিমটিকে স্ব-নিয়ন্ত্রিত করতেও পারে। – উত্তেজনা এবং দোলন 6,7. উচ্চ আউটপুট শক্তি, প্রশস্ত ব্যান্ডউইথ এবং THz TWT-এর ভালো স্থিতিশীলতার প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য, এই গবেষণাপত্রে ডুয়াল-মোড অপারেশন সহ একটি ডুয়াল-বিম SDV-SWS প্রস্তাব করা হয়েছে। অর্থাৎ, অপারেটিং ব্যান্ডউইথ বাড়ানোর জন্য, এই কাঠামোতে ডুয়াল-মোড অপারেশন প্রস্তাব করা হয়েছে এবং চালু করা হয়েছে। এবং, আউটপুট শক্তি বাড়ানোর জন্য, ডাবল পেন্সিল বিমের একটি প্ল্যানার বিতরণও ব্যবহার করা হয়েছে। উল্লম্ব আকারের সীমাবদ্ধতার কারণে একক পেন্সিল বিম রেডিও তুলনামূলকভাবে ছোট। যদি বর্তমান ঘনত্ব খুব বেশি হয়, তাহলে বিম কারেন্ট কমাতে হবে, যার ফলে তুলনামূলকভাবে কম আউটপুট শক্তি তৈরি হয়। বিম কারেন্ট উন্নত করার জন্য, প্ল্যানার ডিস্ট্রিবিউটেড মাল্টিবিম EOS আবির্ভূত হয়েছে, যা SWS-এর পার্শ্বীয় আকারকে কাজে লাগায়। স্বাধীন বিম টানেলিংয়ের কারণে, প্ল্যানার ডিস্ট্রিবিউটেড মাল্টি-বিম একটি উচ্চ মোট বিম কারেন্ট এবং প্রতি বিমে একটি ছোট কারেন্ট বজায় রেখে উচ্চ আউটপুট শক্তি অর্জন করতে পারে, যা শীট-বিম ডিভাইসের তুলনায় ওভারমোড বিম টানেলিং এড়াতে পারে। অতএব, ভ্রমণকারী তরঙ্গ নলের স্থিতিশীলতা বজায় রাখা উপকারী। পূর্ববর্তী কাজ৮,৯, এই গবেষণাপত্রে ডাবল পেন্সিল বিম EOS-কে কেন্দ্র করে একটি G-ব্যান্ড অভিন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র প্রস্তাব করা হয়েছে, যা বিমের স্থিতিশীল ট্রান্সমিশন দূরত্বকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে এবং বিম মিথস্ক্রিয়া ক্ষেত্রকে আরও বৃদ্ধি করতে পারে, যার ফলে আউটপুট শক্তি ব্যাপকভাবে উন্নত হয়।
এই কাগজের গঠন নিম্নরূপ।প্রথমে, প্যারামিটার, বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সিমুলেশন ফলাফল সহ SWS কোষ নকশা বর্ণনা করা হয়েছে।তারপর, ইউনিট কোষের গঠন অনুসারে, এই কাগজে একটি ডাবল পেন্সিল বিম EOS এবং বিম মিথস্ক্রিয়া সিস্টেম ডিজাইন করা হয়েছে।EOS এর ব্যবহারযোগ্যতা এবং SDV-TWT এর কর্মক্ষমতা যাচাই করার জন্য ইন্ট্রাসেলুলার কণা সিমুলেশন ফলাফলও উপস্থাপন করা হয়েছে।এছাড়াও, কাগজটি সম্পূর্ণ HFS এর সঠিকতা যাচাই করার জন্য ফ্যাব্রিকেশন এবং কোল্ড টেস্ট ফলাফলগুলি সংক্ষেপে উপস্থাপন করে।অবশেষে একটি সারসংক্ষেপ তৈরি করুন।
TWT-এর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির মধ্যে একটি হিসেবে, ধীর-তরঙ্গ কাঠামোর বিচ্ছুরণকারী বৈশিষ্ট্যগুলি নির্দেশ করে যে ইলেকট্রন বেগ SWS-এর ফেজ বেগের সাথে মেলে কিনা, এবং এইভাবে বিম-তরঙ্গ মিথস্ক্রিয়ার উপর একটি দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে। পুরো TWT-এর কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য, একটি উন্নত মিথস্ক্রিয়া কাঠামো ডিজাইন করা হয়েছে। ইউনিট কোষের কাঠামো চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। শীট বিমের অস্থিরতা এবং একক পেন বিমের শক্তি সীমাবদ্ধতা বিবেচনা করে, কাঠামোটি আউটপুট শক্তি এবং অপারেশন স্থিতিশীলতা আরও উন্নত করার জন্য একটি ডাবল পেন বিম গ্রহণ করে। ইতিমধ্যে, কার্যকরী ব্যান্ডউইথ বাড়ানোর জন্য, SWS পরিচালনার জন্য একটি দ্বৈত মোড প্রস্তাব করা হয়েছে। SDV কাঠামোর প্রতিসাম্যের কারণে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড ডিসপারশন সমীকরণের সমাধানকে বিজোড় এবং জোড় মোডে ভাগ করা যেতে পারে। একই সময়ে, কম ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের মৌলিক বিজোড় মোড এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের মৌলিক জোড় মোড বিম মিথস্ক্রিয়ার ব্রডব্যান্ড সিঙ্ক্রোনাইজেশন উপলব্ধি করতে ব্যবহার করা হয়, যার ফলে কার্যকরী ব্যান্ডউইথ আরও উন্নত হয়।
বিদ্যুৎ চাহিদা অনুযায়ী, পুরো টিউবটি ২০ কেভি ড্রাইভিং ভোল্টেজ এবং ২ × ৮০ এমএ ডাবল বিম কারেন্ট দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে। SDV-SWS এর অপারেটিং ব্যান্ডউইথের সাথে যতটা সম্ভব ভোল্টেজ মেলানোর জন্য, আমাদের পিরিয়ডের দৈর্ঘ্য গণনা করতে হবে। পিরিয়ডের দৈর্ঘ্য গণনা করতে হবে। বিম ভোল্টেজ এবং পিরিয়ডের মধ্যে সম্পর্ক সমীকরণ (১)১০-এ দেখানো হয়েছে:
২২০ গিগাহার্জের কেন্দ্র ফ্রিকোয়েন্সিতে ফেজ শিফট ২.৫π এ সেট করে, পিরিয়ড p কে ০.৪৬ মিমি হিসাবে গণনা করা যেতে পারে। চিত্র ২এ SWS ইউনিট কোষের বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্য দেখায়। ২০ কেভি বিমলাইনটি বাইমোডাল বক্ররেখার সাথে খুব ভালভাবে মেলে। ম্যাচিং ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলি ২১০-২৬৫.৩ গিগাহার্জ (বিজোড় মোড) এবং ২৬৫.৪-২৮০ গিগাহার্জ (জোড় মোড) রেঞ্জে প্রায় ৭০ গিগাহার্জে পৌঁছাতে পারে। চিত্র ২বি গড় কাপলিং ইম্পিডেন্স দেখায়, যা ২১০ থেকে ২৯০ গিগাহার্জ পর্যন্ত ০.৬ Ω এর বেশি, যা নির্দেশ করে যে অপারেটিং ব্যান্ডউইথে শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া ঘটতে পারে।
(ক) ২০ কেভি ইলেকট্রন বিমলাইন সহ একটি ডুয়াল-মোড SDV-SWS-এর বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্য। (খ) SDV স্লো-ওয়েভ সার্কিটের ইন্টারঅ্যাকশন ইম্পিডেন্স।
যাইহোক, এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে বিজোড় এবং জোড় মোডের মধ্যে একটি ব্যান্ড গ্যাপ থাকে এবং আমরা সাধারণত এই ব্যান্ড গ্যাপটিকে স্টপ ব্যান্ড হিসাবে উল্লেখ করি, যেমনটি চিত্র 2a তে দেখানো হয়েছে। যদি TWT এই ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের কাছাকাছি পরিচালিত হয়, তাহলে শক্তিশালী বিম কাপলিং শক্তি ঘটতে পারে, যা অবাঞ্ছিত দোলনের দিকে পরিচালিত করবে। ব্যবহারিক প্রয়োগে, আমরা সাধারণত স্টপব্যান্ডের কাছে TWT ব্যবহার এড়িয়ে চলি। যাইহোক, এটি দেখা যায় যে এই ধীর-তরঙ্গ কাঠামোর ব্যান্ড গ্যাপ মাত্র 0.1 GHz। এই ছোট ব্যান্ড গ্যাপ দোলনের কারণ কিনা তা নির্ধারণ করা কঠিন। অতএব, অবাঞ্ছিত দোলন ঘটতে পারে কিনা তা বিশ্লেষণ করার জন্য স্টপ ব্যান্ডের চারপাশে অপারেশনের স্থিতিশীলতা নিম্নলিখিত PIC সিমুলেশন বিভাগে তদন্ত করা হবে।
সমগ্র HFS-এর মডেল চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে। এটি SDV-SWS-এর দুটি পর্যায় নিয়ে গঠিত, যা Bragg প্রতিফলক দ্বারা সংযুক্ত। প্রতিফলকের কাজ হল দুটি পর্যায়ের মধ্যে সংকেত সংক্রমণ বন্ধ করা, উপরের এবং নীচের ব্লেডের মধ্যে উৎপন্ন উচ্চ-ক্রম মোডের মতো অ-কার্যকর মোডগুলির দোলন এবং প্রতিফলনকে দমন করা, যার ফলে পুরো টিউবের স্থায়িত্ব ব্যাপকভাবে উন্নত হয়। বাহ্যিক পরিবেশের সাথে সংযোগের জন্য, SWS-কে WR-4 স্ট্যান্ডার্ড ওয়েভগাইডের সাথে সংযুক্ত করার জন্য একটি রৈখিক টেপারড কাপলারও ব্যবহার করা হয়। 3D সিমুলেশন সফ্টওয়্যারে একটি টাইম ডোমেন সলভার দ্বারা দুই-স্তরের কাঠামোর ট্রান্সমিশন সহগ পরিমাপ করা হয়। উপাদানের উপর টেরাহার্টজ ব্যান্ডের প্রকৃত প্রভাব বিবেচনা করে, ভ্যাকুয়াম খামের উপাদান প্রাথমিকভাবে তামার উপর সেট করা হয় এবং পরিবাহিতা 2.25×107 S/m12 এ হ্রাস করা হয়।
চিত্র ৪ লিনিয়ার টেপার্ড কাপলার সহ এবং ছাড়া HFS-এর ট্রান্সমিশন ফলাফল দেখায়। ফলাফলগুলি দেখায় যে কাপলারটি সমগ্র HFS-এর ট্রান্সমিশন কর্মক্ষমতার উপর খুব কম প্রভাব ফেলে। 207~280 GHz ব্রডব্যান্ডে পুরো সিস্টেমের রিটার্ন লস (S11 < − 10 dB) এবং ইনসার্শন লস (S21 > − 5 dB) দেখায় যে HFS-এর ভালো ট্রান্সমিশন বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
ভ্যাকুয়াম ইলেকট্রনিক ডিভাইসের পাওয়ার সাপ্লাই হিসেবে, ইলেকট্রন গান সরাসরি নির্ধারণ করে যে ডিভাইসটি পর্যাপ্ত আউটপুট পাওয়ার তৈরি করতে পারে কিনা। বিভাগ II-তে HFS-এর বিশ্লেষণের সাথে মিলিত হয়ে, পর্যাপ্ত শক্তি সরবরাহের জন্য একটি ডুয়াল-বিম EOS ডিজাইন করা প্রয়োজন। এই অংশে, W-band8,9-এ পূর্ববর্তী কাজের উপর ভিত্তি করে, একটি ডুয়াল পেন্সিল ইলেকট্রন গান একটি প্ল্যানার মাস্ক অংশ এবং নিয়ন্ত্রণ ইলেকট্রোড ব্যবহার করে ডিজাইন করা হয়েছে। প্রথমত, বিভাগে SWS-এর নকশার প্রয়োজনীয়তা অনুসারে। চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। 2, ইলেকট্রন বিমের ড্রাইভিং ভোল্টেজ Ua প্রাথমিকভাবে 20 kV তে সেট করা হয়েছে, দুটি ইলেকট্রন বিমের কারেন্ট I উভয়ই 80 mA, এবং ইলেকট্রন বিমের বিমের ব্যাস dw 0.13 মিমি। একই সময়ে, ইলেকট্রন বিম এবং ক্যাথোডের বর্তমান ঘনত্ব অর্জন করা সম্ভব তা নিশ্চিত করার জন্য, ইলেকট্রন বিমের সংকোচন অনুপাত 7 এ সেট করা হয়েছে, তাই ইলেকট্রন বিমের বর্তমান ঘনত্ব 603 A/cm2, এবং ক্যাথোডের বর্তমান ঘনত্ব 86 A/cm2, যা অর্জন করা যেতে পারে। এটি নতুন ক্যাথোড উপকরণ ব্যবহার করে অর্জন করা হয়। নকশা তত্ত্ব 14, 15, 16, 17 অনুসারে, একটি সাধারণ পিয়ার্স ইলেকট্রন বন্দুককে অনন্যভাবে চিহ্নিত করা যেতে পারে।
চিত্র ৫-এ যথাক্রমে বন্দুকের অনুভূমিক এবং উল্লম্ব পরিকল্পিত চিত্র দেখানো হয়েছে। দেখা যাচ্ছে যে x-দিকের ইলেকট্রন বন্দুকের প্রোফাইল প্রায় একটি সাধারণ শীট-সদৃশ ইলেকট্রন বন্দুকের মতো, যেখানে y-দিকের দিকের দুটি ইলেকট্রন বিম আংশিকভাবে মুখোশ দ্বারা পৃথক করা হয়েছে। দুটি ক্যাথোডের অবস্থান যথাক্রমে x = – 0.155 মিমি, y = 0 মিমি এবং x = 0.155 মিমি, y = 0 মিমি। কম্প্রেশন অনুপাত এবং ইলেকট্রন ইনজেকশন আকারের নকশার প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, দুটি ক্যাথোড পৃষ্ঠের মাত্রা 0.91 মিমি × 0.13 মিমি নির্ধারণ করা হয়েছে।
x-দিকের প্রতিটি ইলেকট্রন রশ্মি দ্বারা প্রাপ্ত ফোকাসড বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে তার নিজস্ব কেন্দ্রের প্রতিসম করার জন্য, এই কাগজটি ইলেকট্রন বন্দুকের উপর একটি নিয়ন্ত্রণ ইলেকট্রোড প্রয়োগ করে। ফোকাসিং ইলেক্ট্রোড এবং নিয়ন্ত্রণ ইলেক্ট্রোডের ভোল্টেজ −20 kV এবং অ্যানোডের ভোল্টেজ 0 V তে সেট করে, আমরা ডুয়াল বিম বন্দুকের ট্র্যাজেক্টোরি বন্টন পেতে পারি, যেমনটি চিত্র 6-এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যায় যে নির্গত ইলেকট্রনগুলির y-দিকের দিকে ভাল সংকোচনযোগ্যতা রয়েছে এবং প্রতিটি ইলেকট্রন রশ্মি তার নিজস্ব প্রতিসাম্য কেন্দ্র বরাবর x-দিকের দিকে একত্রিত হয়, যা নির্দেশ করে যে নিয়ন্ত্রণ ইলেকট্রোড ফোকাসিং ইলেক্ট্রোড দ্বারা উত্পন্ন অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে ভারসাম্যপূর্ণ করে।
চিত্র ৭-এ x এবং y দিকের রশ্মির খাম দেখানো হয়েছে। ফলাফলগুলি দেখায় যে x-দিকের ইলেকট্রন রশ্মির প্রক্ষেপণ দূরত্ব y-দিকের থেকে আলাদা। x দিকের নিক্ষেপ দূরত্ব প্রায় 4 মিমি, এবং y দিকের নিক্ষেপ দূরত্ব 7 মিমি এর কাছাকাছি। অতএব, প্রকৃত নিক্ষেপ দূরত্ব 4 থেকে 7 মিমি এর মধ্যে নির্বাচন করা উচিত। চিত্র 8-এ ক্যাথোড পৃষ্ঠ থেকে 4.6 মিমি দূরে ইলেকট্রন রশ্মির ক্রস-সেকশন দেখানো হয়েছে। আমরা দেখতে পাচ্ছি যে ক্রস সেকশনের আকৃতি একটি আদর্শ বৃত্তাকার ইলেকট্রন রশ্মির সবচেয়ে কাছে। দুটি ইলেকট্রন রশ্মির মধ্যে দূরত্ব ডিজাইন করা 0.31 মিমি এর কাছাকাছি এবং ব্যাসার্ধ প্রায় 0.13 মিমি, যা ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে। চিত্র 9-এ বিম কারেন্টের সিমুলেশন ফলাফল দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যাচ্ছে যে দুটি বিম কারেন্ট 76mA, যা ডিজাইন করা 80mA এর সাথে ভালভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
ব্যবহারিক প্রয়োগে ড্রাইভিং ভোল্টেজের ওঠানামা বিবেচনা করে, এই মডেলের ভোল্টেজ সংবেদনশীলতা অধ্যয়ন করা প্রয়োজন। ১৯.৮ ~ ২০.৬ কেভি ভোল্টেজ পরিসরে, চিত্র ১ এবং চিত্র ১.১০ এবং ১১-তে দেখানো হয়েছে, কারেন্ট এবং বিম কারেন্ট খামগুলি পাওয়া যায়। ফলাফল থেকে, এটি দেখা যায় যে ড্রাইভিং ভোল্টেজের পরিবর্তন ইলেকট্রন বিম খামের উপর কোনও প্রভাব ফেলে না এবং ইলেকট্রন বিম কারেন্ট কেবল ০.৭৪ থেকে ০.৭৮ এ পরিবর্তিত হয়। অতএব, এটি বিবেচনা করা যেতে পারে যে এই গবেষণাপত্রে ডিজাইন করা ইলেকট্রন বন্দুকটির ভোল্টেজের প্রতি ভালো সংবেদনশীলতা রয়েছে।
x- এবং y-দিকের রশ্মির খামের উপর ড্রাইভিং ভোল্টেজের ওঠানামার প্রভাব।
একটি অভিন্ন চৌম্বকীয় ফোকাসিং ক্ষেত্র হল একটি সাধারণ স্থায়ী চুম্বক ফোকাসিং সিস্টেম। সমগ্র রশ্মি চ্যানেল জুড়ে অভিন্ন চৌম্বকীয় ক্ষেত্র বিতরণের কারণে, এটি অক্ষ-প্রতিসম ইলেকট্রন বিমের জন্য খুবই উপযুক্ত। এই বিভাগে, ডাবল পেন্সিল বিমের দীর্ঘ-দূরত্বের সংক্রমণ বজায় রাখার জন্য একটি অভিন্ন চৌম্বকীয় ফোকাসিং সিস্টেম প্রস্তাব করা হয়েছে। উৎপন্ন চৌম্বকীয় ক্ষেত্র এবং রশ্মি খাম বিশ্লেষণ করে, ফোকাসিং সিস্টেমের নকশা পরিকল্পনা প্রস্তাব করা হয়েছে এবং সংবেদনশীলতা সমস্যা অধ্যয়ন করা হয়েছে। একটি একক পেন্সিল বিমের স্থিতিশীল সংক্রমণ তত্ত্ব অনুসারে18,19, ব্রিলোইন চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মান সমীকরণ (2) দ্বারা গণনা করা যেতে পারে। এই গবেষণাপত্রে, আমরা পার্শ্বীয়ভাবে বিতরণ করা ডাবল পেন্সিল বিমের চৌম্বক ক্ষেত্র অনুমান করার জন্য এই সমতাও ব্যবহার করি। এই গবেষণাপত্রে ডিজাইন করা ইলেকট্রন বন্দুকের সাথে মিলিত হয়ে, গণনা করা চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মান প্রায় 4000 Gs। রেফারেন্স 20 অনুসারে, ব্যবহারিক নকশায় সাধারণত গণনা করা মানের 1.5-2 গুণ বেছে নেওয়া হয়।
চিত্র ১২ একটি অভিন্ন চৌম্বক ক্ষেত্র কেন্দ্রীভূত ক্ষেত্র ব্যবস্থার গঠন দেখায়। নীল অংশটি হল অক্ষীয় দিকে চুম্বকযুক্ত স্থায়ী চুম্বক। উপাদান নির্বাচন হল NdFeB বা FeCoNi। সিমুলেশন মডেলে সেট করা রিম্যানেন্স Br হল 1.3 T এবং ব্যাপ্তিযোগ্যতা হল 1.05। পুরো সার্কিটে রশ্মির স্থিতিশীল সংক্রমণ নিশ্চিত করার জন্য, চুম্বকের দৈর্ঘ্য প্রাথমিকভাবে 70 মিমি সেট করা হয়। এছাড়াও, x দিকের চুম্বকের আকার নির্ধারণ করে যে রশ্মি চ্যানেলে ট্রান্সভার্স চৌম্বক ক্ষেত্রটি অভিন্ন কিনা, যার জন্য প্রয়োজন x দিকের আকার খুব ছোট হওয়া উচিত নয়। একই সময়ে, পুরো নলের খরচ এবং ওজন বিবেচনা করে, চুম্বকের আকার খুব বেশি বড় হওয়া উচিত নয়। অতএব, চুম্বকগুলি প্রাথমিকভাবে 150 মিমি × 150 মিমি × 70 মিমি সেট করা হয়। এদিকে, সম্পূর্ণ ধীর-তরঙ্গ সার্কিটটি ফোকাসিং সিস্টেমে স্থাপন করা যেতে পারে তা নিশ্চিত করার জন্য, চুম্বকগুলির মধ্যে দূরত্ব 20 মিমি সেট করা হয়।
২০১৫ সালে, পূর্ণ চন্দ্র পান্ডা২১ একটি অভিন্ন চৌম্বকীয় ফোকাসিং সিস্টেমে একটি নতুন ধাপযুক্ত গর্ত সহ একটি মেরু অংশ প্রস্তাব করেছিলেন, যা ক্যাথোডে ফ্লাক্স লিকেজের মাত্রা এবং মেরু অংশের গর্তে উৎপন্ন ট্রান্সভার্স চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিমাণ আরও কমাতে পারে। এই গবেষণাপত্রে, আমরা ফোকাসিং সিস্টেমের মেরু অংশে একটি ধাপযুক্ত কাঠামো যুক্ত করেছি। মেরু অংশের পুরুত্ব প্রাথমিকভাবে ১.৫ মিমি, তিনটি ধাপের উচ্চতা এবং প্রস্থ ০.৫ মিমি এবং মেরু অংশের গর্তের মধ্যে দূরত্ব ২ মিমি, চিত্র ১৩-তে দেখানো হয়েছে।
চিত্র ১৪ক দুটি ইলেকট্রন রশ্মির কেন্দ্ররেখা বরাবর অক্ষীয় চৌম্বক ক্ষেত্রের বন্টন দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে দুটি ইলেকট্রন রশ্মির সাথে চৌম্বক ক্ষেত্রের বল সমান। চৌম্বক ক্ষেত্রের মান প্রায় ৬০০০ Gs, যা ট্রান্সমিশন এবং ফোকাসিং কর্মক্ষমতা বৃদ্ধির জন্য তাত্ত্বিক ব্রিলোইন ক্ষেত্রের ১.৫ গুণ। একই সময়ে, ক্যাথোডে চৌম্বক ক্ষেত্র প্রায় ০, যা নির্দেশ করে যে মেরু অংশটি চৌম্বকীয় প্রবাহ ফুটো প্রতিরোধে ভাল প্রভাব ফেলে। চিত্র ১৪খ দুটি ইলেকট্রন রশ্মির উপরের প্রান্তে z দিকে ট্রান্সভার্স চৌম্বক ক্ষেত্র বন্টন দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে ট্রান্সভার্স চৌম্বক ক্ষেত্রটি কেবল মেরু অংশের গর্তে ২০০ Gs এর কম, যখন ধীর-তরঙ্গ সার্কিটে, ট্রান্সভার্স চৌম্বক ক্ষেত্র প্রায় শূন্য, যা প্রমাণ করে যে ইলেকট্রন রশ্মির উপর ট্রান্সভার্স চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাব নগণ্য। মেরু অংশগুলির চৌম্বকীয় স্যাচুরেশন রোধ করার জন্য, মেরু অংশগুলির ভিতরে চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি অধ্যয়ন করা প্রয়োজন। চিত্র ১৪ক মেরু অংশের ভিতরে চৌম্বক ক্ষেত্র বন্টনের পরম মান দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির পরম মান 1.2T এর কম, যা নির্দেশ করে যে মেরু অংশের চৌম্বকীয় স্যাচুরেশন ঘটবে না।
Br = 1.3 T এর জন্য চৌম্বক ক্ষেত্র শক্তি বন্টন।(a) অক্ষীয় ক্ষেত্র বন্টন।(b) z দিকে পার্শ্বীয় ক্ষেত্র বন্টন দ্বারা।(c) মেরু অংশের মধ্যে ক্ষেত্র বন্টনের পরম মান।
CST PS মডিউলের উপর ভিত্তি করে, ডুয়াল বিম বন্দুক এবং ফোকাসিং সিস্টেমের অক্ষীয় আপেক্ষিক অবস্থান অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। রেফারেন্স 9 এবং সিমুলেশন অনুসারে, সর্বোত্তম অবস্থান হল যেখানে অ্যানোড টুকরোটি চুম্বক থেকে দূরে পোল টুকরোটিকে ওভারল্যাপ করে। তবে, এটি পাওয়া গেছে যে যদি রিম্যানেন্স 1.3T তে সেট করা হয়, তাহলে ইলেকট্রন বিমের ট্রান্সমিট্যান্স 99% এ পৌঁছাতে পারে না। রিম্যানেন্স 1.4 T তে বৃদ্ধি করে, ফোকাসিং চৌম্বক ক্ষেত্র 6500 Gs এ বৃদ্ধি করা হবে। xoz এবং yoz প্লেনে রশ্মির ট্র্যাজেক্টোরিগুলি চিত্র 15 এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যায় যে রশ্মির ভাল ট্রান্সমিশন, ছোট ওঠানামা এবং 45 মিমি এর বেশি ট্রান্সমিশন দূরত্ব রয়েছে।
Br = 1.4 T.(a) xoz সমতল।(b) yoz বিমান সহ একটি সমজাতীয় চৌম্বক ব্যবস্থার অধীনে ডাবল পেন্সিল বিমের গতিপথ।
চিত্র ১৬ ক্যাথোড থেকে দূরে বিভিন্ন অবস্থানে রশ্মির ক্রস-সেকশন দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে ফোকাসিং সিস্টেমে রশ্মির অংশের আকৃতি ভালোভাবে রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়েছে এবং অংশের ব্যাস খুব বেশি পরিবর্তিত হয় না। চিত্র ১৭ যথাক্রমে x এবং y দিকের রশ্মির খাম দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে উভয় দিকের রশ্মির ওঠানামা খুবই ছোট। চিত্র ১৮ বিম কারেন্টের সিমুলেশন ফলাফল দেখায়। ফলাফলগুলি দেখায় যে কারেন্ট প্রায় 2 × 80 mA, যা ইলেকট্রন বন্দুক নকশায় গণনা করা মানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
ক্যাথোড থেকে দূরে বিভিন্ন অবস্থানে ইলেকট্রন বিমের ক্রস সেকশন (ফোকাসিং সিস্টেম সহ)।
ব্যবহারিক প্রক্রিয়াকরণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অ্যাসেম্বলি ত্রুটি, ভোল্টেজের ওঠানামা এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির পরিবর্তনের মতো একাধিক সমস্যার কথা বিবেচনা করে, ফোকাসিং সিস্টেমের সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন। যেহেতু প্রকৃত প্রক্রিয়াকরণে অ্যানোড টুকরা এবং পোল টুকরার মধ্যে একটি ফাঁক থাকে, তাই সিমুলেশনে এই ফাঁকটি সেট করা প্রয়োজন। ফাঁক মান 0.2 মিমি সেট করা হয়েছিল এবং চিত্র 19a y দিকে বিম খাম এবং বিম কারেন্ট দেখায়। এই ফলাফলটি দেখায় যে বিম খামের পরিবর্তন উল্লেখযোগ্য নয় এবং বিম কারেন্ট খুব কমই পরিবর্তিত হয়। অতএব, সিস্টেমটি অ্যাসেম্বলি ত্রুটির প্রতি সংবেদনশীল নয়। ড্রাইভিং ভোল্টেজের ওঠানামার জন্য, ত্রুটি পরিসীমা ±0.5 kV তে সেট করা হয়েছে। চিত্র 19b তুলনামূলক ফলাফল দেখায়। এটি দেখা যায় যে ভোল্টেজ পরিবর্তন বিম খামের উপর খুব কম প্রভাব ফেলে। চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির পরিবর্তনের জন্য ত্রুটি পরিসীমা -0.02 থেকে +0.03 T পর্যন্ত সেট করা হয়েছে। তুলনামূলক ফলাফল চিত্র 20 এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যায় যে বিম খাম খুব কমই পরিবর্তিত হয়, যার অর্থ পুরো EOS চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিবর্তনের প্রতি সংবেদনশীল নয়। শক্তি।
একটি অভিন্ন চৌম্বকীয় ফোকাসিং সিস্টেমের অধীনে রশ্মির খাম এবং বর্তমান ফলাফল। (ক) সমাবেশ সহনশীলতা 0.2 মিমি। (খ) ড্রাইভিং ভোল্টেজের ওঠানামা ±0.5 kV।
০.৬৩ থেকে ০.৬৮ টন পর্যন্ত অক্ষীয় চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির ওঠানামা সহ একটি অভিন্ন চৌম্বকীয় ফোকাসিং সিস্টেমের অধীনে রশ্মির খাম।
এই গবেষণাপত্রে ডিজাইন করা ফোকাসিং সিস্টেমটি HFS-এর সাথে মিলে যেতে পারে তা নিশ্চিত করার জন্য, গবেষণার জন্য ফোকাসিং সিস্টেম এবং HFS একত্রিত করা প্রয়োজন। চিত্র 21-এ HFS লোড করা এবং লোড না করা বিম এনভেলপের তুলনা দেখানো হয়েছে। ফলাফলগুলি দেখায় যে সম্পূর্ণ HFS লোড করা হলে বিম এনভেলপ খুব বেশি পরিবর্তন হয় না। অতএব, ফোকাসিং সিস্টেমটি উপরের নকশার ভ্রমণকারী তরঙ্গ নল HFS-এর জন্য উপযুক্ত।
তৃতীয় ধারায় প্রস্তাবিত EOS-এর সঠিকতা যাচাই করতে এবং 220 GHz SDV-TWT-এর কর্মক্ষমতা তদন্ত করতে, বিম-তরঙ্গ মিথস্ক্রিয়ার একটি 3D-PIC সিমুলেশন করা হয়। সিমুলেশন সফ্টওয়্যার সীমাবদ্ধতার কারণে, আমরা সম্পূর্ণ EOS HFS-এ যোগ করতে পারিনি। অতএব, ইলেকট্রন বন্দুকটি 0.13 মিমি ব্যাস এবং 0.31 মিমি দুটি পৃষ্ঠের মধ্যে দূরত্ব সহ একটি সমতুল্য নির্গমনকারী পৃষ্ঠ দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়েছিল, যা উপরে ডিজাইন করা ইলেকট্রন বন্দুকের মতো একই পরামিতি। EOS-এর সংবেদনশীলতা এবং ভাল স্থিতিশীলতার কারণে, PIC সিমুলেশনে সেরা আউটপুট শক্তি অর্জনের জন্য ড্রাইভিং ভোল্টেজ সঠিকভাবে অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে। সিমুলেশন ফলাফলগুলি দেখায় যে স্যাচুরেটেড আউটপুট শক্তি এবং লাভ 20.6 kV ড্রাইভিং ভোল্টেজ, 2 × 80 mA (603 A/cm2) এর বিম কারেন্ট এবং 0.05 W এর ইনপুট শক্তিতে পাওয়া যেতে পারে।
সেরা আউটপুট সিগন্যাল পেতে, চক্রের সংখ্যাও অপ্টিমাইজ করা প্রয়োজন। চিত্র ২২ক-এ দেখানো হয়েছে, দুটি পর্যায়ের সংখ্যা ৪২ + ৪৮ চক্র হলে সর্বোত্তম আউটপুট শক্তি পাওয়া যায়। ০.০৫ ওয়াট ইনপুট সিগন্যাল ৩৮ ডিবি বৃদ্ধির সাথে ৩১৪ ওয়াটে প্রশস্ত করা হয়। ফাস্ট ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম (FFT) দ্বারা প্রাপ্ত আউটপুট পাওয়ার স্পেকট্রামটি বিশুদ্ধ, ২২০ গিগাহার্জে সর্বোচ্চ। চিত্র ২২খ SWS-এ ইলেকট্রন শক্তির অক্ষীয় অবস্থান বন্টন দেখায়, যেখানে বেশিরভাগ ইলেকট্রন শক্তি হারাচ্ছে। এই ফলাফলটি নির্দেশ করে যে SDV-SWS ইলেকট্রনের গতিশক্তিকে RF সংকেতে রূপান্তর করতে পারে, যার ফলে সংকেত পরিবর্ধন উপলব্ধি করা যায়।
220 GHz এ SDV-SWS আউটপুট সিগন্যাল। (a) অন্তর্ভুক্ত বর্ণালী সহ আউটপুট শক্তি। (b) SWS ইনসেটের শেষে ইলেকট্রন বিমের সাথে ইলেকট্রনের শক্তি বিতরণ।
চিত্র ২৩-এ ডুয়াল-মোড ডুয়াল-বিম SDV-TWT-এর আউটপুট পাওয়ার ব্যান্ডউইথ এবং লাভ দেখানো হয়েছে। ২০০ থেকে ২৭৫ GHz ফ্রিকোয়েন্সি সুইপ করে এবং ড্রাইভ ভোল্টেজ অপ্টিমাইজ করে আউটপুট কর্মক্ষমতা আরও উন্নত করা যেতে পারে। এই ফলাফল দেখায় যে ৩-ডিবি ব্যান্ডউইথ ২০৫ থেকে ২৭৫ GHz কভার করতে পারে, যার অর্থ ডুয়াল-মোড অপারেশন অপারেটিং ব্যান্ডউইথকে ব্যাপকভাবে প্রসারিত করতে পারে।
যাইহোক, চিত্র 2a অনুসারে, আমরা জানি যে বিজোড় এবং জোড় মোডের মধ্যে একটি স্টপ ব্যান্ড রয়েছে, যা অবাঞ্ছিত দোলনের দিকে পরিচালিত করতে পারে। অতএব, স্টপের চারপাশে কাজের স্থিতিশীলতা অধ্যয়ন করা প্রয়োজন। চিত্র 24a-c হল যথাক্রমে 265.3 GHz, 265.35 GHz এবং 265.4 GHz এ 20 ns সিমুলেশন ফলাফল। এটি দেখা যায় যে সিমুলেশন ফলাফলে কিছু ওঠানামা থাকলেও, আউটপুট শক্তি তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল। চিত্র 24-তে যথাক্রমে বর্ণালীটিও দেখানো হয়েছে, বর্ণালীটি বিশুদ্ধ। এই ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে স্টপব্যান্ডের কাছে কোনও স্ব-দোলন নেই।
সম্পূর্ণ HFS-এর সঠিকতা যাচাই করার জন্য তৈরি এবং পরিমাপ প্রয়োজন। এই অংশে, HFS কম্পিউটার সংখ্যাসূচক নিয়ন্ত্রণ (CNC) প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে যার ব্যাস 0.1 মিমি এবং যন্ত্রের নির্ভুলতা 10 μm। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কাঠামোর জন্য উপাদানটি অক্সিজেন-মুক্ত উচ্চ-পরিবাহীতা (OFHC) তামা দ্বারা সরবরাহ করা হয়েছে। চিত্র 25a তৈরি কাঠামোটি দেখায়। সম্পূর্ণ কাঠামোটির দৈর্ঘ্য 66.00 মিমি, প্রস্থ 20.00 মিমি এবং উচ্চতা 8.66 মিমি। কাঠামোর চারপাশে আটটি পিন গর্ত বিতরণ করা হয়েছে। চিত্র 25b ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) স্ক্যান করে কাঠামোটি দেখায়। এই কাঠামোর ব্লেডগুলি সমানভাবে উত্পাদিত হয় এবং ভাল পৃষ্ঠের রুক্ষতা থাকে। সুনির্দিষ্ট পরিমাপের পরে, সামগ্রিক যন্ত্র ত্রুটি 5% এর কম এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা প্রায় 0.4μm। যন্ত্র কাঠামো নকশা এবং নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
চিত্র ২৬ প্রকৃত পরীক্ষার ফলাফল এবং ট্রান্সমিশন কর্মক্ষমতার সিমুলেশনের মধ্যে তুলনা দেখায়। চিত্র ২৬a-তে পোর্ট ১ এবং পোর্ট ২ যথাক্রমে HFS-এর ইনপুট এবং আউটপুট পোর্টের সাথে মিলে যায় এবং চিত্র ৩-এ পোর্ট ১ এবং পোর্ট ৪-এর সমতুল্য। S11-এর প্রকৃত পরিমাপ ফলাফল সিমুলেশন ফলাফলের তুলনায় কিছুটা ভালো। একই সময়ে, S21-এর পরিমাপিত ফলাফল কিছুটা খারাপ। কারণ হতে পারে যে সিমুলেশনে সেট করা উপাদান পরিবাহিতা খুব বেশি এবং প্রকৃত যন্ত্রের পরে পৃষ্ঠের রুক্ষতা খারাপ। সামগ্রিকভাবে, পরিমাপিত ফলাফল সিমুলেশন ফলাফলের সাথে ভালভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ, এবং ট্রান্সমিশন ব্যান্ডউইথ 70 GHz এর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, যা প্রস্তাবিত ডুয়াল-মোড SDV-TWT-এর সম্ভাব্যতা এবং সঠিকতা যাচাই করে। অতএব, প্রকৃত ফ্যাব্রিকেশন প্রক্রিয়া এবং পরীক্ষার ফলাফলের সাথে মিলিত হয়ে, এই গবেষণাপত্রে প্রস্তাবিত আল্ট্রা-ব্রডব্যান্ড ডুয়াল-বিম SDV-TWT নকশা পরবর্তী ফ্যাব্রিকেশন এবং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
এই গবেষণাপত্রে, 220 GHz ডুয়াল-বিম SDV-TWT এর একটি প্ল্যানার ডিস্ট্রিবিউশনের বিস্তারিত নকশা উপস্থাপন করা হয়েছে। ডুয়াল-মোড অপারেশন এবং ডুয়াল-বিম উত্তেজনার সংমিশ্রণ অপারেটিং ব্যান্ডউইথ এবং আউটপুট পাওয়ারকে আরও বৃদ্ধি করে। সম্পূর্ণ HFS এর সঠিকতা যাচাই করার জন্য ফ্যাব্রিকেশন এবং কোল্ড টেস্টও করা হয়। প্রকৃত পরিমাপের ফলাফল সিমুলেশন ফলাফলের সাথে ভালভাবে মিলে যায়। ডিজাইন করা দুই-বিম EOS এর জন্য, একটি মাস্ক সেকশন এবং কন্ট্রোল ইলেকট্রোড একসাথে ব্যবহার করে একটি দুই-পেন্সিল বিম তৈরি করা হয়েছে। ডিজাইন করা ইউনিফর্ম ফোকাসিং চৌম্বক ক্ষেত্রের অধীনে, ইলেকট্রন বিম দীর্ঘ দূরত্বে স্থিতিশীলভাবে ভাল আকৃতির সাথে প্রেরণ করা যেতে পারে। ভবিষ্যতে, EOS এর উৎপাদন এবং পরীক্ষা করা হবে এবং সমগ্র TWT এর তাপীয় পরীক্ষাও করা হবে। এই গবেষণাপত্রে প্রস্তাবিত এই SDV-TWT ডিজাইন স্কিমটি বর্তমান পরিপক্ক সমতল প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তিকে সম্পূর্ণরূপে একত্রিত করে এবং কর্মক্ষমতা সূচক এবং প্রক্রিয়াকরণ এবং সমাবেশে দুর্দান্ত সম্ভাবনা দেখায়। অতএব, এই গবেষণাপত্রটি বিশ্বাস করে যে প্ল্যানার কাঠামোটি টেরাহার্টজ ব্যান্ডে ভ্যাকুয়াম ইলেকট্রনিক ডিভাইসের বিকাশের প্রবণতা হয়ে ওঠার সম্ভাবনা সবচেয়ে বেশি।
এই গবেষণার বেশিরভাগ কাঁচা তথ্য এবং বিশ্লেষণাত্মক মডেল এই গবেষণাপত্রে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। যুক্তিসঙ্গত অনুরোধের ভিত্তিতে সংশ্লিষ্ট লেখকের কাছ থেকে আরও প্রাসঙ্গিক তথ্য পাওয়া যেতে পারে।
গামজিনা, ডি. এট আল. সাব-টেরাহার্টজ ভ্যাকুয়াম ইলেকট্রনিক্সের ন্যানোস্কেল সিএনসি মেশিনিং। আইইইই ট্রান্স.ইলেকট্রনিক ডিভাইস। 63, 4067–4073 (2016)।
মালেকাবাদী, এ. এবং পাওলোনি, সি. মাল্টিলেয়ার SU-8 ফটোরেসিস্ট ব্যবহার করে সাব-টেরাহার্টজ ওয়েভগাইডের UV-LIGA মাইক্রোফ্যাব্রিকেশন। জে. মাইক্রোমেকানিক্স.মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স.২৬, ০৯৫০১০। https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016)।
ধিলন, এসএস এবং অন্যান্য। ২০১৭ টিএইচজেড প্রযুক্তি রোডম্যাপ। জে। ফিজিক্স। ডি টু অ্যাপল। ফিজিক্স। ৫০, ০৪৩০০১। https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (২০১৭)।
শিন, ওয়াইএম, বার্নেট, এলআর এবং লুহম্যান, এনসি আল্ট্রা-ব্রডব্যান্ড স্ট্যাগার্ড ডাবল-গ্রেটিং ওয়েভগাইডের মাধ্যমে প্লাজমনিক তরঙ্গ প্রচারের শক্তিশালী সীমাবদ্ধতা। অ্যাপ্লিকেশন.ফিজিক্স.রাইট.৯৩, ২২১৫০৪। https://doi.org/10.1063/1.3041646 (২০০৮)।
বেগ, এ. প্রমুখ। ন্যানো সিএনসি মেশিনযুক্ত 220-GHz ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টিউব অ্যামপ্লিফায়ারের কর্মক্ষমতা। IEEE ট্রান্স। ইলেকট্রনিক ডিভাইস। 64, 590–592 (2017)।
হান, ওয়াই. এবং রুয়ান, সিজে ম্যাক্রোস্কোপিক ঠান্ডা তরল মডেল তত্ত্ব ব্যবহার করে অসীম প্রশস্ত শীট ইলেকট্রন বিমের ডাইকোট্রন অস্থিরতা তদন্ত করছেন। চিন ফিজ বি. 20, 104101। https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/10/104101 (2011)।
মাল্টিবিম ক্লাইস্ট্রনে বিমের প্ল্যানার লেআউট দ্বারা ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধির সুযোগ সম্পর্কে গ্যালডেটস্কি, এভি। ১২তম আইইইই আন্তর্জাতিক ভ্যাকুয়াম ইলেকট্রনিক্স সম্মেলনে, ব্যাঙ্গালোর, ভারত, ৫৭৪৭০০৩, ৩১৭–৩১৮ https://doi.org/10.1109/IVEC.2011.5747003 (২০১১)।
নগুয়েন, সিজে প্রমুখ। ডাব্লু-ব্যান্ড স্ট্যাগার্ড ডাবল-ব্লেড ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টিউবে সংকীর্ণ বিম স্প্লিটিং প্লেন ডিস্ট্রিবিউশন সহ তিন-বিম ইলেকট্রন বন্দুকের নকশা [জে]। বিজ্ঞান। প্রতিনিধি 11, 940। https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021)।
Wang, PP, Su, YY, Zhang, Z., Wang, WB & Ruan, CJ Planar W-ব্যান্ড মৌলিক মোড TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021) এর জন্য সংকীর্ণ বিম বিচ্ছেদ সহ তিন-বিম ইলেকট্রন অপটিক্যাল সিস্টেম বিতরণ করেছেন।
ঝান, এম. মিলিমিটার-ওয়েভ শিট বিমস সহ ইন্টারলিভড ডাবল-ব্লেড ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টিউব 20-22 এর উপর গবেষণা (পিএইচডি, বেইহাং বিশ্ববিদ্যালয়, 2018)।
রুয়ান, সিজে, ঝাং, এইচএফ, তাও, জে. এবং হি, ওয়াই. জি-ব্যান্ড ইন্টারলিভড ডুয়াল-ব্লেড ট্র্যাভেলিং ওয়েভ টিউবের বিম-ওয়েভ ইন্টারঅ্যাকশন স্থিতিশীলতার উপর অধ্যয়ন। ২০১৮ ৪৩তম আন্তর্জাতিক ইনফ্রারেড মিলিমিটার এবং টেরাহার্টজ তরঙ্গ সম্মেলন, নাগোয়া। ৮৫১০২৬৩, https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2018.8510263 (২০১৮)।