د Nature.com د لیدلو لپاره مننه. د براوزر نسخه چې تاسو یې کاروئ د CSS لپاره محدود ملاتړ لري. د غوره تجربې لپاره، موږ وړاندیز کوو چې تاسو یو تازه شوی براوزر وکاروئ (یا په انټرنیټ اکسپلورر کې د مطابقت حالت بند کړئ).
په دې مقاله کې، د 220GHz براډ بانډ لوړ بریښنا انټرلیوډ ډبل بلیډ سفري څپې ټیوب ډیزاین او تایید شوی. لومړی، د پلانر ډبل بیم سټیګډ ډبل بلیډ سست څپې جوړښت وړاندیز شوی. د دوه اړخیز عملیاتي سکیم په کارولو سره د لیږد فعالیت او بینډ ویت نږدې دوه چنده کیږي ترڅو د لوړ بریښنا اړتیا پوره کړي. د سفري څپې ټیوب وړتیا، د دوه پنسل په شکل بریښنایی نظری سیسټم ډیزاین شوی، د موټر چلولو ولتاژ 20 ~ 21 kV دی، او اوسنی 2 × 80 mA دی، ډیزاین اهداف. په ډبل بیم ټوپک کې د ماسک برخې او کنټرول الیکټروډ په کارولو سره، دوه پنسل بیمونه د فاصلې په اړه د فوکس کولو مرکز سره د تمرکز مرکز 7 سره تمرکز کولی شي. .18mm، او ثبات ښه دی. د یونیفورم مقناطیسي تمرکز سیسټم هم ښه شوی دی. د پلانر ډبل الکترون بیم مستحکم لیږد فاصله کولی شي 45 mm ته ورسیږي، او د تمرکز مقناطیسي ساحه 0.6 T ده، کوم چې د ټول لوړ فریکونسۍ سیسټم (HFS) پوښلو لپاره کافي دی. ) سمولیشنونه هم په ټول HFS کې ترسره شوي. پایلې ښیي چې د بیم تعامل سیسټم کولی شي په 220 GHz کې نږدې 310 W لوړ تولید ځواک ترلاسه کړي، د مطلوب بیم ولتاژ 20.6 kV دی، د بیم اوسنی 2 × 80 mA دی، لاسته راوړنه د 38 d 38 d 7 d 3 B 38 d 3 d 3 B 38 d 3 3 3 3 3 3 3 2 1 1 2 GHz.په نهایت کې، د HFS فعالیت تاییدولو لپاره د لوړ دقیق مایکرو جوړښت جوړونه ترسره کیږي، او پایلې ښیي چې د بانډ ویت او لیږد ځانګړتیاوې د سمولو پایلو سره ښه موافق دي. له همدې امله، په دې مقاله کې وړاندیز شوی سکیم تمه کیږي چې د لوړ ځواک، الټرا براډ بانډ غوښتنلیک terahertz- سره د راتلونکي احتمالي سرچینو لپاره وده وکړي.
د دودیز ویکیوم بریښنایی وسیلې په توګه ، د سفر څپې ټیوب (TWT) په ډیری غوښتنلیکونو کې د نه بدلیدونکي رول لوبوي لکه د لوړ ریزولوشن رادار ، سپوږمکۍ مخابراتي سیسټمونه ، او فضا سپړنه 1,2,3. په هرصورت ، کله چې عملیاتي فریکونسۍ terahertz بانډ ته ننوځي ، د دودیز جوړه شوي جوف ټیوب د ټیټ بریښنا اړتیاو سره د خلکو لپاره د ټیټ بریښنا اړتیا پوره کوي. تنګ بانډ ویت، او د تولید ستونزمن پروسې. له همدې امله، د THz بانډ فعالیت په هراړخیز ډول ښه کول د ډیری ساینسي څیړنیزو موسسو لپاره خورا د اندیښنې وړ مسله ګرځیدلې ده. په وروستیو کلونو کې، د نوي سست څپې جوړښتونه (SWSs)، لکه staggered dual-blade (SDV) جوړښتونه، د طبیعي څپې جوړښت (FW) ساختمانونو ته پاملرنه او د طبیعي جوړښتونو (FW) جوړښتونو ته پاملرنه شوې. په ځانګړي توګه ناول SDV-SWSs د امید وړ ظرفیت سره. دا جوړښت په 20084 کې د UC-Davis لخوا وړاندیز شوی و. د پلانر جوړښت د مایکرو نانو پروسس کولو تخنیکونو لکه کمپیوټر شمیري کنټرول (CNC) او UV-LIGA لخوا په اسانۍ سره جوړ کیدی شي، د ټول فلزي کڅوړې جوړښت کولی شي لوی تودوخې چمتو کړي او د لوړ ظرفیت سره د کار کولو ظرفیت چمتو کړي او د لوړ ویګ جوړښت سره د بریښنا د بریښنا بډ ترلاسه کړي. په اوس وخت کې، UC Davis په 2017 کې د لومړي ځل لپاره وښودله چې SDV-TWT کولی شي د 100 W څخه ډیر لوړ بریښنا تولید کړي او په G-band5 کې نږدې 14 GHz بینډ ویت سیګنالونه رامینځته کړي. په هرصورت، دا پایلې لاهم داسې تشې لري چې نشي کولی د لوړ بریښنا او د G-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-C-Band-Band-Band-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Bands-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band-Band- SDV-TWT، د شیټ الکترون بیمونه کارول شوي دي. که څه هم دا سکیم کولی شي د بیم اوسني بار وړلو ظرفیت کې د پام وړ وده وکړي، د شیټ بیم الکترون نظری سیسټم (EOS) د بې ثباتۍ له امله د اوږد لیږد فاصله ساتل ستونزمن کار دی، او د اوور موډ بیم تونل شتون لري، کوم چې کیدای شي د بیم د ځان د لیږد لامل شي.- حوصلې او حرکت 6,7. د لوړ تولید بریښنا اړتیاو پوره کولو لپاره، پراخه بینډ ویت او د THz TWT ښه ثبات، په دې مقاله کې د ډبل بیم SDV-SWS دوه اړخیز عملیات وړاندیز شوی دی. دا د عملیاتي بینډ ویت د زیاتوالي لپاره، د دې لپاره د دوه اړخیزه بریښنا جوړښت وړاندیز شوی، د دوه اړخیزه بریښنا ترتیب او د عملیاتي جوړښت ته وده ورکول کیږي. د ډبل پنسل بیم پلانر ویش هم کارول کیږي. د واحد پنسل بیم راډیوګانې د عمودی اندازې محدودیتونو له امله نسبتا کوچنۍ دي. که چیرې اوسنی کثافت خورا لوړ وي، د بیم جریان باید کم شي، چې په پایله کې یې نسبتا ټیټ تولید ځواک وي. د بیم اوسني ښه کولو لپاره، پلانر ویشل شوي ملټي بیم، چې وروسته یې د EOS اندازه د SWS پورې تړلې وي. تونل کول، د پلانر ویشل شوي ملټي بیم کولی شي د لوړ ټول بیم اوسني ساتلو او په هر بیم کې یو کوچنی جریان ساتلو سره لوړ تولید ځواک ترلاسه کړي، کوم چې کولی شي د شیټ بیم وسیلو په پرتله د اوور موډ بیم تونل کولو مخه ونیسي. له همدې امله، دا د سفري څپې ټیوب ثبات ساتلو لپاره ګټور دی. کولی شي د بیم باثباته لیږد فاصله خورا ښه کړي او د بیم تعامل ساحه نوره هم زیاته کړي ، پدې توګه د تولید بریښنا خورا ښه کوي.
د دې کاغذ جوړښت په لاندې ډول دی. لومړی، د SWS حجرې ډیزاین د پیرامیټرو سره، د توزیع ځانګړتیاو تحلیل او د لوړې فریکونسۍ سمولو پایلې بیان شوي. بیا، د واحد حجرې د جوړښت سره سم، په دې کاغذ کې د ډبل پنسل بیم EOS او د بیم تعامل سیسټم ډیزاین شوی. د Intracellular particle simulation، د EWT-VTOS د فعالیت پایلې او همدارنګه د EWT SDOS وړتیا پایلې موږ ته وړاندې کیږي. کاغذ په لنډه توګه د جعل او سړې ازموینې پایلې وړاندې کوي ترڅو د بشپړ HFS درستیت تصدیق کړي. په پای کې لنډیز چمتو کړئ.
د TWT د یوې مهمې برخې په توګه، د سست څپې جوړښت منتشر ځانګړتیاوې په ګوته کوي چې ایا د الکترون سرعت د SWS د مرحلې سرعت سره سمون لري، او په دې توګه د بیم څپې تعامل باندې خورا ښه اغیزه لري. د ټول TWT د فعالیت د ښه کولو لپاره، د تعامل یو ښه جوړښت ډیزاین شوی. د FWS په جوړښت کې د F-Side-Cell په جوړښت کې ښودل شوي. د واحد قلم بیم د بریښنا محدودیت ، جوړښت د تولید ځواک او عملیاتي ثبات نور هم ښه کولو لپاره دوه ګونی قلم بیم غوره کوي.په ورته وخت کې، د کاري بینډ ویت د زیاتوالي لپاره، د SWS عملیات لپاره دوه ګونی حالت وړاندیز شوی. د SDV جوړښت د سمون له امله، د برقی مقناطیسي ساحې تحلیل مساوي حل په طاق او حتی موډونو ویشل کیدی شي. په ورته وخت کې، د فنډ فریکونسۍ بنسټیز اوډ موډ د ټیټ فریکونسۍ د لوړ فریکونسۍ بینډ او ریښتیني بینډ د لوړ فریکونسۍ بانډ لپاره کارول کیږي. د بیم تعامل کول، په دې توګه د کاري بینډ ویت نور هم ښه کوي.
د بریښنا اړتیاو سره سم، ټول ټیوب د 20 kV د موټر چلولو ولتاژ او د 2 × 80 mA د ډبل بیم اوسني سره ډیزاین شوی. د دې لپاره چې ولتاژ د SDV-SWS عملیاتي بینډ ویت سره د امکان تر حده نږدې وي، موږ اړتیا لرو د مودې اوږدوالی محاسبه کړو.
د 220 GHz په مرکز فریکونسۍ کې 2.5π ته د مرحلې بدلون په ټاکلو سره، دوره p د 0.46 mm محاسبه کیدی شي. شکل 2a د SWS واحد حجرې د خپریدو ځانګړتیاوې ښیې. د 20 kV بیم لاین د بایموډل منحل سره خورا ښه سمون لري. د فریکونسۍ د 7620 GHz په شاوخوا کې د 725 GHz د فریکونسۍ سره میچ کول کیدی شي 0.46 GHz ته ورسیږي. موډ) او 265.4–280 GHz (حتی موډ) سلسلې. شکل 2b د اوسط جوړیدو خنډ ښیي، کوم چې له 0.6 Ω څخه د 210 څخه تر 290 GHz پورې لوی دی، دا په ګوته کوي چې قوي تعامل ممکن په عملیاتي بډ ویت کې واقع شي.
(a) د دوه ګوني حالت SDV-SWS د 20 kV الکترون بیم لاین سره د خپریدو ځانګړتیاوې. (b) د SDV سست څپې سرکټ د تعامل خنډ.
په هرصورت، دا مهمه ده چې په یاد ولرئ چې د طاق او حتی موډونو تر مینځ د بند تشه شتون لري، او موږ معمولا دا د بند ګیپ د سټاپ بانډ په توګه راجع کوو، لکه څنګه چې په 2a شکل کې ښودل شوي. که چیرې TWT د دې فریکونسۍ بانډ سره نږدې عملیات شي، د بیم یو پیاوړې ځواک رامنځته کیدی شي، چې دا به د ناغوښتل کیدو لامل شي. د دې ورو څپې جوړښت بډ خال یوازې 0.1 GHz دی. دا ستونزمنه ده چې معلومه شي چې ایا دا کوچني بډ خلا د حرکت لامل کیږي. نو له همدې امله ، د سټاپ بند شاوخوا د عملیاتو ثبات به په لاندې PIC سمولیشن برخه کې وڅیړل شي ترڅو تحلیل شي چې ایا ناغوښتل حرکتونه رامینځته کیدی شي.
د ټول HFS ماډل په 3 شکل کې ښودل شوی. دا د SDV-SWS دوه مرحلې لري چې د برګ عکاس کونکو لخوا وصل شوي دي. د انعکاس کونکي دنده دا ده چې د دوه مرحلو ترمینځ د سیګنال لیږد قطع کړي ، د غیر کارونکي حالتونو د حرکت او انعکاس مخه ونیسي لکه د لوړ ترتیب حالتونه او د لوړ ټیوب په مینځ کې د لوی ټیوب په واسطه رامینځته کیږي. د بهرني چاپیریال سره پیوستون، یو خطي ټیپر شوی ملګری هم کارول کیږي ترڅو SWS د WR-4 معیاري ویو ګایډ سره وصل کړي. د دوه درجې جوړښت د لیږد کوفیسینټ د 3D سمولیشن سافټویر کې د وخت ډومین سولور لخوا اندازه کیږي. په موادو باندې د terahertz بینډ ریښتیني اغیزې په پام کې نیولو سره، مواد د copper 2 په ابتدايي ډول ترسره کیږي او د copper 2 کمولو لپاره تنظیم شوي. 5×107 S/m12.
شکل 4 د HFS لپاره د لیږد پایلې ښیي چې د خطي ټیپر شوي کوپلرونو سره او پرته. پایلې ښیي چې کوپلر د ټول HFS لیږد فعالیت باندې لږ اغیزه لري. د بیرته راستنیدو ضایع (S11 <− 10 dB) او د 207 په ټول سیسټم کې د داخلولو ضایع (S21 > − 5 dB) چې د 207 280 GHz بنډ Hz BRADS بډ د ټرانسټیک کریکټ ښه ښیي.
د ویکیوم بریښنایی وسیلو د بریښنا رسولو په توګه ، الیکټران ټوپک مستقیم ټاکي چې ایا وسیله کولی شي کافي تولید بریښنا تولید کړي. په II برخه کې د HFS تحلیل سره یوځای ، دوه ګونی بیم EOS ډیزاین ته اړتیا لري ترڅو کافي بریښنا چمتو کړي. پدې برخه کې ، په W-band8,9 کې د پخوانیو کارونو پراساس ، د بریښنایی پینسل ډیزاین کولو لپاره دوه ګونی پینسل ډیزاین شوی. په برخه کې د SWS ډیزاین اړتیاوې لکه څنګه چې په انځور کې ښودل شوي.2، د الیکترون بیمونو د چلولو ولتاژ Ua په پیل کې 20 kV ته ټاکل شوی، د دوو الکترون بیمونو جریان I دواړه 80 mA دي، او د الکترون بیمونو د بیم قطر dw 0.13 mm دی، په ورته وخت کې، د دې لپاره چې ډاډ ترلاسه شي چې د بریښنا اوسني کثافت او د الیکټروډونو د الیکټروډ کثافت ترلاسه کیدی شي. بیم 7 ته ټاکل شوی، نو د الکترون بیم اوسنی کثافت 603 A/cm2 دی، او د کیتوډ اوسنی کثافت 86 A/cm2 دی، کوم چې دا د نوي کیتوډ موادو په کارولو سره ترلاسه کیدی شي. د ډیزاین تیوري 14, 15, 16, 17 د ډیزاین تیورۍ سره سم، یو ځانګړی الیکترون پیژني پیژني.
شکل 5 په ترتیب سره د توپک افقی او عمودی سکیماټیک ډیاګرامونه ښیې. دا لیدل کیدی شي چې د ایکس په لور د الکترون ټوپک پروفایل تقریبا د یو عام شیټ په څیر د الیکټران ټوپک سره ورته دی، پداسې حال کې چې په y-هدف کې دوه الکترون بیمونه په جزوي ډول د x5 په واسطه جلا شوي دي - د x5 موقعیتونه. mm، y = 0 mm او x = 0.155 mm، y = 0 mm، په ترتیب سره. د کمپریشن تناسب او د الکترون انجیکشن اندازې ډیزاین اړتیاو سره سم، د دوه کیتوډ سطحونو ابعاد 0.91 mm × 0.13 mm ټاکل شوي.
د دې لپاره چې د هر الکترون بیم لخوا ترلاسه شوي متمرکز برقی ساحه د خپل مرکز په اړه په x-سیر سمیټ کې جوړه شي، دا کاغذ په الکترون ټوپک باندې د کنټرول الیکټروډ پلي کوي. د تمرکز الکترود ولتاژ او د کنټرول الیکټروډ −20 kV ته او د انود ولټاژ 0 V ته په ترتیب کولو سره، موږ کولی شو د Ftragun 6 په توګه د ټراګون په توګه وښودل شو. دا لیدل کیدی شي چې خارج شوي الیکټرونونه په y-هدایت کې ښه فشار لري، او هر الکترون بیم د خپل مرکز سمیټري سره د x-هدف په لور متوجه کیږي، کوم چې دا په ګوته کوي چې د کنټرول الکترود د تمرکز الکترود لخوا تولید شوي غیر مساوي برقی ساحه توازن کوي.
7 شکل د x او y لارښوونو کې د بیم لفافه ښیې. پایلې ښیي چې د ایکس سمت کې د الیکټران بیم د پروجیکشن فاصله د y - سمت څخه توپیر لري. په x سمت کې د غورځولو فاصله شاوخوا 4mm ده، او په y لوري کې د غورځولو فاصله 7mm ته نږدې ده، نو له همدې امله، د ریښتینې غورځولو فاصله باید د الیکترون بیم 4 او 4 mm ترمنځ د کراس 8 فاصله وټاکل شي. n بیم د کیتوډ له سطحې څخه په 4.6 mm کې دی. موږ وینو چې د کراس برخې شکل یو معیاري سرکلر الکترون بیم ته نږدې دی. د دوه الکترون بیمونو تر مینځ فاصله ډیزاین شوي 0.31 mm ته نږدې ده، او شعاع یې شاوخوا 0.13 mm ده، کوم چې د ډیزاین اړتیاوې پوره کوي. شکل 9 ښیي چې د اوسني سیموالی دوه سیموالی ښیي چې اوسنۍ پایلې 6A 7m لیدل کیدی شي. ، کوم چې د ډیزاین شوي 80mA سره په ښه تړون کې دی.
په عملي غوښتنلیکونو کې د موټر چلولو ولتاژ د بدلون په پام کې نیولو سره، دا اړینه ده چې د دې ماډل د ولتاژ حساسیت مطالعه شي. د 19.8 ~ 20.6 kV ولتاژ رینج کې، د اوسني او بیم اوسني لفافې ترلاسه کیږي، لکه څنګه چې په 1 شکل کې ښودل شوي او د 11F په شکل کې لیدل کیدی شي او د 11F پایلې بدل شي. ولتاژ د الکترون بیم لفافه باندې هیڅ اغیزه نلري، او د الکترون بیم جریان یوازې د 0.74 څخه تر 0.78 A پورې بدلیږي، نو ځکه، دا په پام کې نیول کیدی شي چې په دې کاغذ کې ډیزاین شوی الکترون ټوپک د ولتاژ سره ښه حساسیت لري.
د x- او y- سمت بیم لفافو باندې د موټر چلولو ولتاژ بدلونونو اغیز.
د یونیفورم مقناطیسي تمرکز ساحه یو عام دایمي مقناطیسي تمرکز سیسټم دی. د بیم چینل په اوږدو کې د یونیفورم مقناطیسي ساحې توزیع له امله، دا د محور متناسب الکترون بیمونو لپاره خورا مناسب دی. پدې برخه کې، د دوه ګونی پنسل بیمونو د اوږد واټن لیږد ساتلو لپاره یو یونیفورم مقناطیسي تمرکز سیسټم وړاندیز شوی، د ډیزاین لپاره وړاندیز شوی دی. د تمرکز سیسټم سکیم وړاندیز شوی، او د حساسیت ستونزه مطالعه کیږي. د یو واحد پنسل بیم 18,19 د ثابت لیږد تیورۍ له مخې، د بریلوین مقناطیسي ساحې ارزښت د مساوي (2) په واسطه محاسبه کیدی شي. پدې مقاله کې، موږ دا مساوي د دې لپاره هم کاروو چې د دې مقناطسي ساحې اټکل شوي مقناطیسي ساحه د دوه اړخیز ډیزاین شوي الکتروبینومیک سره ډیزاین شي. ، د مقناطيسي ساحې محاسبه شوي ارزښت شاوخوا 4000 Gs دی. د ریف له مخې.20، 1.5-2 ځله محاسبه شوي ارزښت معمولا په عملي ډیزاینونو کې غوره کیږي.
12 شکل د یونیفورم مقناطیسي ساحې د تمرکز ساحې سیسټم جوړښت ښیي. نیلي برخه هغه دایمي مقناطیس دی چې په محوری لوري کې مقناطیس شوی دی. د موادو انتخاب NdFeB یا FeCoNi دی. په سمولیشن ماډل کې د ریماننس Br ترتیب 1.3 T دی او د پاریدو وړتیا یې 1.05 دی. د دې لپاره چې د بشپړ انتقال وړ اوږدوالی د سټیمګیټ په ترتیب سره ډاډمن شي چې د سټیممګانټ اوږدوالی په بشپړ ډول ترتیب شوی. 70 mm. برسېره پردې، په x لوري کې د مقناطیس اندازه معلومه کوي چې آیا د بیم چینل کې انتقالي مقناطیسي ساحه یونیفورم ده، کوم چې اړتیا لري چې په x لوري کې اندازه ډیره کوچنۍ نه وي. په ورته وخت کې، د ټول ټیوب لګښت او وزن په پام کې نیولو سره، د مقناطیس اندازه باید ډیره لویه نه وي. له همدې امله، په ابتدايي توګه د مقناطیس اندازه 0 mm 0 5mm 0 1mm × 5mm ده. په عین حال کې، د دې لپاره چې ډاډ ترلاسه شي چې ټول سست څپې د تمرکز سیسټم کې ځای پرځای کیدی شي، د مقناطیس ترمنځ فاصله 20mm ته ټاکل کیږي.
په 2015 کې، پورنا چندرا پانډا 21 د یونیفورم مقناطیسي تمرکز سیسټم کې د نوي مرحلې سوري سره د قطب ټوټه وړاندیز کړه، کوم چې کولی شي کاتوډ ته د فلکس لیک شدت او د قطب ټوټې سوراخ کې رامینځته شوي انتقالي مقناطیسي ساحه نوره هم کمه کړي. په دې مقاله کې، موږ د pole piece د ابتدايي جوړښت لپاره د pole piece موټی جوړښت ته اضافه کوو. 1.5mm، د دریو مرحلو لوړوالی او عرض 0.5mm دی، او د قطب ټوټې سوراخ ترمنځ فاصله 2mm ده، لکه څنګه چې په 13 شکل کې ښودل شوي.
شکل 14a د دوه الکترون بیمونو د مرکز په اوږدو کې د محوري مقناطیسي ساحې ویش ښیي. دا لیدل کیدی شي چې د دوو الکترون بیمونو سره د مقناطیسي ساحې قوتونه مساوي دي. د مقناطیسي ساحې ارزښت شاوخوا 6000 Gs دی، چې د تیوریکي برلوین فیلډ 1.5 چنده دی چې د لیږد زیاتوالي او د بلیټونو په وخت کې د بلیټ فعالیت تمرکز کوي. دا چې د قطب ټوټه د مقناطیسي جریان د لیکیدو په مخنیوي کې ښه اغیزه لري. شکل 14b د دوه الکترون بیمونو په پورتنۍ څنډه کې د z په لور د ټرانسورس مقناطیسي ساحې ویش ښیي. دا لیدل کیدی شي چې انتقالي مقناطیسي ساحه یوازې د قطب ټوټه کې له 200 Gs څخه کمه ده، په داسې حال کې چې د ټرانسروس فیلډ تقریبا سست دی، په داسې حال کې چې د ټرانسروس سوري په جریان کې. په الکترون بیم باندې د انتقالي مقناطیسي ساحې نفوذ د پام وړ نه دی. د قطب د ټوټو د مقناطیسي سنتریت د مخنیوي لپاره، دا اړینه ده چې د قطب په ټوټو کې د مقناطیسي ساحې ځواک مطالعه شي. شکل 14c د قطب په ټوټه کې د مقناطیسي ساحې د ویش مطلق ارزښت ښیي. دا لیدل کیدی شي چې د مقناطیسي 1 مقناطسي 2 په پرتله د مقناطیسي ساحې ځواک کم دی. د قطب ټوټې به نه واقع کیږي.
د Br = 1.3 T. (a) د محوري ساحې ویش لپاره د مقناطیسي ساحې ځواک ویش. (b) د اړخ اړخ ویش د z په لور. (c) د قطب ټوټه کې د ساحې ویش مطلق ارزښت.
د CST PS ماډل پراساس، د ډبل بیم ټوپک محوری نسبي موقعیت او د تمرکز سیسټم مطلوب دی. د ریف سره سم.9 او سمولیشنونه، غوره ځای هغه ځای دی چې د انود ټوټه د قطب ټوټه د مقناطیس څخه لرې کوي. په هرصورت، دا معلومه شوه چې که چیرې د 1.3T لپاره ریماننس ټاکل شوی وي، د الکترون بیم لیږد نشي کولی 99٪ ته ورسیږي. د 1.4 T ته د ریمیننس په زیاتولو سره، تمرکز به د x000 06 په ساحه کې د مقناطیس او 060 مقناطسي تمرکز زیات شي. یوز الوتکې په 15 شکل کې ښودل شوي. دا لیدل کیدی شي چې بیم ښه لیږد، کوچنی بدلون، او د لیږد فاصله د 45mm څخه زیاته ده.
د یو همجنس مقناطیسي سیسټم لاندې د ډبل پنسل بیم ټراجکټوری د Br = 1.4 T. (a) xoz الوتکه. (b) yoz الوتکې سره.
16 شکل د بیم کراس برخه د کیتوډ څخه لرې په مختلف موقعیتونو کې ښیي. دا لیدل کیدی شي چې د تمرکز سیسټم کې د بیم برخې شکل ښه ساتل کیږي، او د برخې قطر ډیر بدلون نه کوي. شکل 17 په ترتیب سره په x او y لارښوونو کې د بیم لفافې ښیي، دا په ترتیب سره لیدل کیدی شي چې د 8 د دواړو لورو 1 fluc خورا کوچنی دی. د بیم کرنټ د سمولو پایلې. پایلې ښیي چې اوسنی تقریبا 2 × 80 mA دی، کوم چې د الکترون ټوپک ډیزاین کې محاسبه شوي ارزښت سره مطابقت لري.
د الکترون بیم کراس برخه (د تمرکز سیسټم سره) د کیتوډ څخه لرې په مختلف موقعیتونو کې.
د یو لړ ستونزو په پام کې نیولو سره لکه د اسمبلۍ تېروتنې، د ولتاژ تغیرات، او په عملي پروسس کولو غوښتنلیکونو کې د مقناطیسي ساحې ځواک کې بدلون، دا اړینه ده چې د تمرکز سیسټم حساسیت تحلیل کړي. ځکه چې په ریښتینې پروسس کولو کې د انود ټوټې او قطب ټوټې تر مینځ واټن شتون لري، دا تشه باید د 1mm 2 سیمکول ارزښت ټاکل شي. 9a په y لوري کې د بیم لفافه او بیم اوسنی ښیي. دا پایله ښیي چې د بیم لفافه کې بدلون د پام وړ ندی او د بیم اوسنی بدلون په سختۍ سره بدلیږي. له همدې امله سیسټم د غونډو غلطیو لپاره حساس نه دی. د موټر چلولو ولتاژ د بدلون لپاره، د تېروتنې حد ټاکل شوی چې د kV1.5 ± 0.0.0.0.0.1 پایلې ښودل کیدی شي. د ولتاژ بدلون د بیم لفافه باندې لږ اغیز لري. د خطا لړۍ د مقناطیسي ساحې ځواک کې د بدلون لپاره -0.02 څخه تر +0.03 T پورې ټاکل شوې. د پرتله کولو پایلې په 20 شکل کې ښودل شوي. دا لیدل کیدی شي چې د بیم لفافه په سختۍ سره بدلیږي، پدې معنی چې ټول EOS د مقناطیسي ساحې ځواک کې بدلونونو ته حساس نه دی.
د بیم لفافه او اوسنۍ پایلې د یونیفورم مقناطیسي تمرکز سیسټم لاندې. (a) د مجلس زغم 0.2 mm دی. (b) د موټر چلولو ولتاژ تغیرات ± 0.5 kV دی.
د بیم لفافه د یونیفورم مقناطیسي تمرکز سیسټم لاندې د محوری مقناطیسي ساحې ځواک بدلونونه له 0.63 څخه تر 0.68 T پورې.
د دې لپاره چې ډاډ ترلاسه شي چې په دې مقاله کې ډیزاین شوی د تمرکز سیسټم د HFS سره سمون لري، نو اړینه ده چې د څیړنې لپاره د تمرکز سیسټم او HFS سره یوځای شي. شکل 21 د بیم لفافې پرتله کول ښیې چې د HFS بار شوي پرته او پرته. پایلې ښیي چې د بیم لفافه ډیر بدلون نه کوي کله چې ټول HFS پورته شي، د پورته ټیوب د سفر لپاره مناسب ډیزاین د HFS د ډیزاین لپاره.
په دریمه برخه کې د وړاندیز شوي EOS د سموالي تصدیق کولو او د 220 GHz SDV-TWT فعالیت څیړلو لپاره، د بیم څپې تعامل یو 3D-PIC سمول ترسره کیږي. د سمولیشن سافټویر محدودیتونو له امله، موږ نشو کولی ټول EOS په HFS کې اضافه کړو. له همدې امله، د الیکترون انډیا 3 میتر سره د الیکټرون این 3 ګونټینټ سطح بدل شو. او د 0.31mm د دوو سطحو ترمنځ فاصله، د الیکټرون ټوپک په څیر ورته پیرامیټونه پورته ډیزاین شوي. د EOS د حساسیت او ښه ثبات له امله، د موټر چلولو ولتاژ په سمه توګه د PIC سمولیشن کې د غوره تولید بریښنا ترلاسه کولو لپاره په سمه توګه غوره کیدی شي. د سمولو پایلې ښیي چې د سنتر شوي محصول بریښنا ترلاسه کولی شي، د kV د 2 6 حجم ترلاسه کړي. د 2 × 80 mA (603 A/cm2)، او د 0.05 W د انپټ ځواک.
د غوره محصول سیګنال ترلاسه کولو لپاره ، د سایکلونو شمیر هم مطلوب کیدو ته اړتیا لري. د تولید غوره بریښنا هغه وخت ترلاسه کیږي کله چې د دوه مرحلو شمیر 42 + 48 سایکلونه وي ، لکه څنګه چې په 22a شکل کې ښودل شوي. A 0.05 W ان پټ سیګنال 314 W ته لوړیږي د 38 pFT outputer dB د فای پوټریډ بریښنا فابریکې لخوا ترلاسه کیږي. ure، په 220 GHz لوړوالی. شکل 22b په SWS کې د الکترون انرژي محوری موقعیت ویش ښیي، چې ډیری الکترونونه انرژي له لاسه ورکوي. دا پایله ښیي چې SDV-SWS کولی شي د الکترون متحرک انرژي په RF سیګنالونو بدل کړي، په دې توګه د سیګنال پراخوالی احساسوي.
په 220 GHz کې د SDV-SWS محصول سیګنال. (a) د شامل شوي سپیکٹرم سره د تولید بریښنا. (b) د SWS انسیټ په پای کې د الکترون بیم سره د بریښنایی انرژي توزیع.
23 شکل د تولید بریښنا بینډ ویت او د دوه اړخیز حالت دوه اړخیز بیم SDV-TWT لاسته راوړنه ښیې. د محصول فعالیت د 200 څخه تر 275 GHz پورې د فریکونسۍ پاکولو او د ډرایو ولټاژ اصلاح کولو سره نور هم ښه کیدی شي. دا پایله ښیې چې د 3-dB bandwidth 2005 GHz پوښښ معنی لري. عملیات کولی شي عملیاتي بینډ ویت خورا پراخه کړي.
په هرصورت، د انځور 2a له مخې، موږ پوهیږو چې د طاق او حتی حالتونو تر مینځ یو تمځای شتون لري، کوم چې کیدای شي د ناغوښتل کیدو لامل شي. له همدې امله، د تمځایونو په شاوخوا کې د کار ثبات باید مطالعه شي. شکل 24a-c د 20 ns سمولیشن پایلې دي په 265.3 GHz، 265 GHz، 26554 GHz، 26554 کولی شي. وګورئ چې که څه هم د سمولو پایلې یو څه بدلونونه لري، د تولید ځواک نسبتا باثباته دی. طیف هم په ترتیب سره په 24 شکل کې ښودل شوی، سپیکٹرم خالص دی. دا پایلې ښیي چې د سټاپبند سره نږدې هیڅ ډول ځان سوځول شتون نلري.
جوړول او اندازه کول د ټول HFS د سموالي تصدیق کولو لپاره اړین دي. پدې برخه کې، HFS د کمپیوټر عددي کنټرول (CNC) ټیکنالوژۍ په کارولو سره د 0.1 ملی میتر قطر او د ماشین کولو دقت 10 μm سره جوړ شوی دی. د لوړې فریکونسۍ جوړښت لپاره مواد د لوړ فریکوینسي - 5-F-Con-F-Con-Free-F-Con-Free-copper-Fo-F-Con-Free-copper-Foi-Frequency جوړښت لخوا چمتو شوي. بريکټ شوی جوړښت. ټول جوړښت 66.00 ملي متره اوږدوالی، 20.00 ملي متره پلنوالی او 8.66 ملي متره لوړوالی لري. د جوړښت په شاوخوا کې اته پین ​​سوري ویشل شوي دي. شکل 25b د الکترون مایکروسکوپي (SEM) سکین کولو سره جوړښت ښیي. د دې جوړښت تیغونه د مخکینۍ اندازې سره برابر دي او د مخکینۍ سطحې سطحې سره یوشانتیا لري. تېروتنه له 5% څخه کمه ده، او د سطحې خاموالی تقریبا 0.4μm دی. د ماشین جوړښت ډیزاین او دقیق اړتیاوې پوره کوي.
26 شکل د حقیقي ازموینې پایلو او د لیږد فعالیت سمولونو ترمنځ پرتله کول ښیې. په 26a شکل کې پورټ 1 او پورټ 2 په ترتیب سره د HFS داخل او محصول بندرونو سره مطابقت لري ، او په 3 شکل کې د پورټ 1 او پورټ 4 سره مساوي دي. د ریښتیني اندازه کولو پایلې د S1 په پرتله د ورته اندازه کولو پایلې د سمالټ 1 په پرتله غوره پایلې دي. د S21 څخه یو څه خراب دي. لامل یې کیدی شي چې په سمولیشن کې ټاکل شوي د موادو چالکتیا خورا لوړه وي او د ریښتیني ماشین کولو وروسته د سطحې خړپړتیا ضعیفه وي. په ټولیز ډول ، اندازه شوې پایلې د سمولیشن پایلو سره په ښه موافقت کې دي ، او د لیږد بینډ ویت د 70 GHz اړتیا پوره کوي ، کوم چې د امکان وړ تصدیق کوي. د اصلي جوړونې پروسې او ازموینې پایلو سره یوځای، د الټرا براډ بانډ ډبل بیم SDV-TWT ډیزاین چې پدې مقاله کې وړاندیز شوی د راتلونکي جوړونې او غوښتنلیکونو لپاره کارول کیدی شي.
په دې لیکنه کې، د پلانر توزیع 220 GHz دوه اړخیز بیم SDV-TWT مفصل ډیزاین وړاندې کیږي. د دوه اړخیز عملیات او دوه اړخیز بیم هڅونې ترکیب د عملیاتي بینډ ویت او تولید ځواک نور هم زیاتوي. د بشپړ HF درستیت تصدیق کولو لپاره د جوړونې او کولډ ازموینه هم ترسره کیږي.د حقیقي اندازه کولو پایلې د سمولو پایلو سره په ښه توافق کې دي. د ډیزاین شوي دوه بیم EOS لپاره، د ماسک برخه او کنټرول الیکټروډونه یوځای کارول شوي ترڅو دوه پنسل بیم تولید کړي. د ډیزاین شوي یونیفورم متمرکز مقناطیسي ساحې الندې، الکترون بیم په ښه شکل سره اوږد واټن ته لیږدول کیدی شي. په راتلونکي کې به د TOS تولید او د TOS ټول ټیسټونه هم ترسره شي. په دې مقاله کې وړاندیز شوی د SDV-TWT ډیزاین سکیم په بشپړ ډول د اوسني بالغ الوتکې پروسس کولو ټیکنالوژي سره یوځای کوي، او د فعالیت شاخصونو او پروسس کولو او غونډو کې لوی ظرفیت ښیي. له همدې امله، دا پاڼه په دې باور ده چې د پلانر جوړښت خورا احتمال لري چې په terahertz band کې د ویکیوم بریښنایی وسیلو پراختیایي رجحان شي.
په دې څیړنه کې ډیری خام معلومات او تحلیلي ماډلونه پدې مقاله کې شامل شوي دي. نور اړوند معلومات ممکن د مناسبې غوښتنې سره سم د اړوند لیکوال څخه ترلاسه شي.
Gamzina، D. et al.Nanoscale CNC د فرعي terahertz ویکیوم الکترونیک ماشین. IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
Malekabadi, A. او Paoloni, C. UV-LIGA د فرعي terahertz ویو ګایډونو مایکرو فابریکیشن د څو پرت SU-8 photoresist.J.Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
Dhillon, SS et al.2017 THz ټیکنالوژۍ سړک نقشه.J.د پلي کولو لپاره فزیک. physics.50، 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
Shin, YM, Barnett, LR & Luhmann, NC د الټرا براډ بانډ له لارې د پلاسمونیک څپې د تکثیر قوي محدودیت staggered double-grating waveguides.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/10.1063/1.46046 (1.1063).
Baig, A. et al. د نانو CNC ماشین شوي 220-GHz سفري څپې ټیوب امپلیفیر فعالیت. IEEE Trans.electronic devices.64, 590–592 (2017).
هان، Y. & Ruan، CJ د میکروسکوپیک سړه مایع ماډل تیوري په کارولو سره د غیر محدود پراخه شیټ الکترون بیمونو د ډایکوټرون بې ثباتۍ تحقیق کوي. چین فزیک B. 20، 104101. https://doi.org/10.1088/1674-1056/20/1011/1041/2010.
Galdetskiy, AV په یو ملټي بیم کلیسټرون کې د بیم د پلانر ترتیب په واسطه د بینډ ویت زیاتولو فرصت په اړه. د ویکیوم الکترونیک په اړه 12م IEEE نړیوال کنفرانس کې، بنګلور، هند، 5747003، 317–318 https://doi.org/10.1109/1010101357475.
Nguyen, CJ et al. د درې بیم الیکټرون ټوپکونو ډیزاین چې په W-band کې ډوب شوي ډبل بلیډ سفري څپې ټیوب کې د تنګ بیم ویشلو الوتکې ویش سره [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 د W-band بنسټیز حالت TWT.IEEE Trans.electronic devices.68, 5215–5219 (2021) لپاره د تنګ بیم جلا کولو سره درې بیم الکترون آپټیکل سیسټم توزیع کړ.
ژان، ایم. د ملی متر څپې شیټ بیمونو سره د انټرلیویډ ډبل بلیډ سفري څپې ټیوب په اړه څیړنه 20-22 (PhD، Beihang University، 2018).
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. د G-band interleaved dual-blade سفري څپې ټیوب د بیم څپې تعامل ثبات په اړه مطالعه. 2018 د انفراریډ ملیمیټر او تیراهرتز څپو په اړه 43م نړیوال کنفرانس، ناګویا.8510263، https://z.8510263, https://z.1010263/TH.0.1018/18/018/18/20MM. 0263 (2018).