Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவிப் பதிப்பில் CSS க்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆதரவே உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்காக, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் பொருந்தக்கூடிய பயன்முறையை முடக்கவும்).இதற்கிடையில், தொடர் ஆதரவை உறுதிசெய்ய, ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் தளத்தைக் காண்பிப்போம்.
இந்தத் தாளில், 220GHz பிராட்பேண்ட் ஹை-பவர் இன்டர்லீவ்டு டபுள்-பிளேடு டிராவல்லிங் வேவ் டியூப் வடிவமைக்கப்பட்டு சரிபார்க்கப்பட்டது.முதலாவதாக, ஒரு பிளானர் டபுள்-பீம் ஸ்டேஜ்டு டபுள்-பிளேட் ஸ்லோ-வேவ் அமைப்பு முன்மொழியப்பட்டது. இரட்டை-முறை செயல்பாட்டுத் திட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், டிரான்ஸ்மிஷன் செயல்திறன் மற்றும் அலைவரிசை ஆகியவை ஒற்றை-முறையின் தேவைகளை விட இரட்டிப்பாகும். குழாய், இரட்டை பென்சில் வடிவ எலக்ட்ரானிக் ஆப்டிகல் சிஸ்டம் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, ஓட்டுநர் மின்னழுத்தம் 20~21 kV, மற்றும் மின்னோட்டம் 2 × 80 mA. வடிவமைப்பு இலக்குகள். இரட்டை பீம் துப்பாக்கியில் முகமூடி பாகம் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்முனையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இரண்டு பென்சில் கற்றைகளை அவற்றின் மையங்களில் ஒரு சுருக்கத்துடன் மையப்படுத்தலாம். காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. பிளானர் இரட்டை எலக்ட்ரான் கற்றையின் நிலையான பரிமாற்ற தூரம் 45 மிமீ அடையலாம், மேலும் ஃபோகசிங் காந்தப்புலம் 0.6 டி ஆகும், இது முழு உயர் அதிர்வெண் அமைப்பையும் (HFS) மறைக்க போதுமானது. பின்னர், எலக்ட்ரான்-ஆப்டிகல் அமைப்பின் பயன்பாட்டினை சரிபார்க்கவும் மற்றும் HF-செல் கட்டமைப்பின் செயல்திறனையும் காட்டுகிறது. பீம்-இன்டராக்ஷன் சிஸ்டம் 220 GHz இல் கிட்டத்தட்ட 310 W இன் உச்ச வெளியீட்டு சக்தியை அடைய முடியும், உகந்த பீம் மின்னழுத்தம் 20.6 kV, பீம் மின்னோட்டம் 2 × 80 mA, ஆதாயம் 38 dB, மற்றும் 3-dB அலைவரிசையானது 35 dB க்கு மேல், 70 dB க்கு மேல், துணியில் 70 dB க்கு மேல், மைக்ரோஃபுட் வரை அதிகமாக உள்ளது. HFS இன் செயல்திறனைச் சரிபார்க்கவும், மற்றும் அலைவரிசை மற்றும் பரிமாற்ற பண்புகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் இருப்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. எனவே, இந்தத் தாளில் முன்மொழியப்பட்ட திட்டம் எதிர்கால பயன்பாடுகளுக்கான சாத்தியமுள்ள உயர்-சக்தி, அல்ட்ரா-பிராட்பேண்ட் டெராஹெர்ட்ஸ்-பேண்ட் கதிர்வீச்சு ஆதாரங்களை உருவாக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
ஒரு பாரம்பரிய வெற்றிட எலக்ட்ரானிக் சாதனமாக, உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட ரேடார், செயற்கைக்கோள் தொடர்பு அமைப்புகள் மற்றும் விண்வெளி ஆய்வு 1,2,3 போன்ற பல பயன்பாடுகளில் பயண அலைக் குழாய் (TWT) ஈடுசெய்ய முடியாத பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. இருப்பினும், இயக்க அதிர்வெண் டெராஹெர்ட்ஸ் பேண்டில் நுழையும் போது, ​​பாரம்பரிய இணைந்த-குழிவு TWT ஆனது குறைவான மின்னழுத்தம் தேவைப்பட்டது. dth, மற்றும் கடினமான உற்பத்தி செயல்முறைகள்.எனவே, THz இசைக்குழுவின் செயல்திறனை எவ்வாறு விரிவாக மேம்படுத்துவது என்பது பல அறிவியல் ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களுக்கு மிகவும் கவலையளிக்கும் ஒரு பிரச்சினையாக மாறியுள்ளது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், நாவல் ஸ்லோ-வேவ் கட்டமைப்புகள் (SWSs), ஸ்டேஜ்டு டூயல்-பிளேடு (SDV) கட்டமைப்புகள் மற்றும் மடிந்த அலை வழிகாட்டி (FW) கட்டமைப்புகள், குறிப்பாக அவற்றின் வடிவமைப்பு, குறிப்பாக கவனம் பெற்றுள்ளது. இந்த அமைப்பு UC-Davis ஆல் 20084 இல் முன்மொழியப்பட்டது. கணினி எண் கட்டுப்பாடு (CNC) மற்றும் UV-LIGA போன்ற மைக்ரோ-நானோ செயலாக்க நுட்பங்கள் மூலம் பிளானர் கட்டமைப்பை எளிதாக உருவாக்க முடியும், அனைத்து உலோக தொகுப்பு அமைப்பு அதிக வெப்ப திறனை அதிக வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் ஆதாயத்துடன் வழங்க முடியும். 2017 ஆம் ஆண்டு முதல் முறையாக SDV-TWT ஆனது G-band5 இல் 100 W க்கும் அதிகமான உயர்-சக்தி வெளியீடுகளையும் கிட்டத்தட்ட 14 GHz அலைவரிசை சமிக்ஞைகளையும் உருவாக்க முடியும் .இந்தத் திட்டமானது பீமின் மின்னோட்டச் சுமந்து செல்லும் திறனை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்றாலும், தாள் பீம் எலக்ட்ரான் ஆப்டிகல் சிஸ்டத்தின் (EOS) உறுதியற்ற தன்மை காரணமாக நீண்ட பரிமாற்ற தூரத்தை பராமரிப்பது கடினம், மேலும் ஒரு ஓவர்-மோட் பீம் டன்னல் உள்ளது, இது கற்றை சுய-ஒழுங்குபடுத்துவதற்கும் காரணமாக இருக்கலாம்.- உற்சாகம் மற்றும் அலைவு 6,7. உயர் வெளியீட்டு சக்தி, பரந்த அலைவரிசை மற்றும் THz TWT இன் நல்ல நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக, இரட்டை-பயன்முறை செயல்பாட்டுடன் கூடிய இரட்டை-பீம் SDV-SWS இந்த தாளில் முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. அதாவது, இயக்க அலைவரிசையை அதிகரிக்க, இரட்டை-முறை செயல்பாட்டின் பேனாவை அதிகரிக்க, இந்த பேனா வரிசையை அதிகரிக்க, விநியோக முறையின் செயல்பாட்டில் ஒரு திட்டம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. il பீம்களும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. செங்குத்து அளவு கட்டுப்பாடுகள் காரணமாக ஒற்றை பென்சில் பீம் ரேடியோக்கள் ஒப்பீட்டளவில் சிறியதாக இருக்கும். தற்போதைய அடர்த்தி அதிகமாக இருந்தால், பீம் மின்னோட்டத்தை குறைக்க வேண்டும், இதன் விளைவாக ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெளியீட்டு சக்தி கிடைக்கும். அதிக மொத்த பீம் மின்னோட்டத்தையும், ஒரு பீமிற்கு ஒரு சிறிய மின்னோட்டத்தையும் பராமரித்தல், இது தாள்-பீம் சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஓவர்மோட் பீம் சுரங்கப்பாதையைத் தவிர்க்கலாம். எனவே, பயண அலைக் குழாயின் நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பது நன்மை பயக்கும். முந்தைய வேலை 8,9 அடிப்படையில், இந்தத் தாள் ஒரு ஜி-பேண்ட் சீரான காந்தப்புலத்தை முன்மொழிகிறது. பகுதி, அதன் மூலம் வெளியீட்டு சக்தியை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது.
இந்த தாளின் அமைப்பு பின்வருமாறு.முதலில், SWS செல் வடிவமைப்பு அளவுருக்கள், சிதறல் பண்புகள் பகுப்பாய்வு மற்றும் உயர் அதிர்வெண் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. பின்னர், அலகு செல் கட்டமைப்பின் படி, இரட்டை பென்சில் பீம் EOS மற்றும் பீம் தொடர்பு அமைப்பு இந்த தாளில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. முழு HFS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க புனைகதை மற்றும் குளிர் சோதனை முடிவுகள். இறுதியாக ஒரு சுருக்கத்தை உருவாக்கவும்.
TWT இன் மிக முக்கியமான கூறுகளில் ஒன்றாக, மெதுவான அலை கட்டமைப்பின் பரவலான பண்புகள், எலக்ட்ரான் வேகம் SWS இன் கட்ட வேகத்துடன் பொருந்துகிறதா என்பதைக் குறிக்கிறது, இதனால் பீம்-அலை தொடர்புகளில் பெரும் செல்வாக்கு உள்ளது. முழு TWT இன் செயல்திறனை மேம்படுத்த, மேம்படுத்தப்பட்ட தொடர்பு அமைப்பு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒற்றை பேனா கற்றை, வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் செயல்பாட்டு நிலைத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்த, கட்டமைப்பு இரட்டை பேனா கற்றையை ஏற்றுக்கொள்கிறது.இதற்கிடையில், வேலை செய்யும் அலைவரிசையை அதிகரிப்பதற்காக, SWS இயக்கத்திற்கு இரட்டை பயன்முறை முன்மொழியப்பட்டது. SDV கட்டமைப்பின் சமச்சீர் காரணமாக, மின்காந்த புலம் சிதறல் சமன்பாட்டின் தீர்வு ஒற்றைப்படை மற்றும் இரட்டை முறைகளாக பிரிக்கப்படலாம். நான் தொடர்பு, அதன் மூலம் வேலை அலைவரிசையை மேலும் மேம்படுத்துகிறது.
மின் தேவைகளின்படி, முழு குழாயும் 20 kV டிரைவிங் மின்னழுத்தம் மற்றும் 2 × 80 mA இரட்டை பீம் மின்னோட்டத்துடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. SDV-SWS இன் இயக்க அலைவரிசைக்கு மின்னழுத்தத்தை முடிந்தவரை நெருக்கமாக பொருத்துவதற்கு, நாம் காலத்தின் நீளத்தை கணக்கிட வேண்டும் p. பீம் மின்னழுத்தத்திற்கும் காலத்திற்கும் இடையிலான உறவு சமன்பாடு (1) 10 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
220 GHz இன் மைய அதிர்வெண்ணில் 2.5π க்கு கட்ட மாற்றத்தை அமைப்பதன் மூலம், p காலத்தை 0.46 mm என கணக்கிடலாம். SWS யூனிட் கலத்தின் சிதறல் பண்புகளை படம் 2a காட்டுகிறது. 20 kV பீம்லைன் பைமோடல் வளைவுடன் நன்றாக பொருந்துகிறது. பொருந்தக்கூடிய அதிர்வெண் பட்டைகள் 70 GHz-2060 வரையிலான பயன்முறையில் 70 GHz-60 வரை அடையலாம். .4–280 GHz (கூட பயன்முறை) வரம்புகள். படம் 2b சராசரி இணைப்பு மின்மறுப்பைக் காட்டுகிறது, இது 210 முதல் 290 GHz வரை 0.6 Ω ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, இது இயக்க அலைவரிசையில் வலுவான இடைவினைகள் ஏற்படலாம் என்பதைக் குறிக்கிறது.
(அ) ​​20 kV எலக்ட்ரான் பீம்லைன் கொண்ட இரட்டை-முறை SDV-SWS இன் சிதறல் பண்புகள்.
இருப்பினும், ஒற்றைப்படை மற்றும் இரட்டைப்படை முறைகளுக்கு இடையே ஒரு பேண்ட் இடைவெளி இருப்பதைக் கவனிக்க வேண்டியது அவசியம், மேலும் படம் 2a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த பேண்ட் இடைவெளியை நிறுத்தப் பட்டை என்று பொதுவாகக் குறிப்பிடுகிறோம். TWT இந்த அதிர்வெண் பட்டைக்கு அருகில் இயக்கப்பட்டால், வலுவான பீம் இணைப்பு வலிமை ஏற்படலாம், இது தேவையற்ற அலைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும். இந்த மெதுவான அலை அமைப்பு 0.1 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் மட்டுமே. இந்த சிறிய பேண்ட் இடைவெளி அலைவுகளை ஏற்படுத்துகிறதா என்பதைக் கண்டறிவது கடினம். எனவே, தேவையற்ற அலைவுகள் ஏற்படுமா என்பதை பகுப்பாய்வு செய்ய பின்வரும் PIC உருவகப்படுத்துதல் பிரிவில் ஸ்டாப் பேண்டைச் சுற்றியுள்ள செயல்பாட்டின் நிலைத்தன்மை ஆராயப்படும்.
முழு HFS இன் மாதிரியும் படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இது ப்ராக் பிரதிபலிப்பாளர்களால் இணைக்கப்பட்ட SDV-SWS இன் இரண்டு நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது. பிரதிபலிப்பாளரின் செயல்பாடு இரண்டு நிலைகளுக்கு இடையேயான சமிக்ஞை பரிமாற்றத்தை துண்டித்து, வேலை செய்யாத முறைகளின் அலைவு மற்றும் பிரதிபலிப்பு ஆகியவற்றை அடக்குகிறது. சுற்றுச்சூழலில், ஒரு நேரியல் குறுகலான கப்ளர் SWS ஐ WR-4 நிலையான அலை வழிகாட்டியுடன் இணைக்கப் பயன்படுகிறது. இரண்டு-நிலை கட்டமைப்பின் பரிமாற்றக் குணகம் 3D உருவகப்படுத்துதல் மென்பொருளில் ஒரு நேர டொமைன் தீர்வைக் கொண்டு அளவிடப்படுகிறது. டெராஹெர்ட்ஸ் பேண்டின் உண்மையான விளைவைக் கருத்தில் கொண்டு, வெற்றிடக் கடத்தல் 2 × 2 ஆக குறைக்கப்படுகிறது. S/m12.
லீனியர் டேப்பர்டு கப்லர்களுடன் மற்றும் இல்லாமல் HFSக்கான பரிமாற்ற முடிவுகளை படம் 4 காட்டுகிறது. முழு HFS இன் பரிமாற்ற செயல்திறனில் கப்ளர் சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன. ரிட்டர்ன் இழப்பு (S11 <− 10 dB) மற்றும் செருகும் இழப்பு (S21 > - 5 dB) ஆகியவை Hz20 பரந்த அளவிலான GFS 2070 ப்ரோட்மிஷன் பண்புகளைக் காட்டுகின்றன.
வெற்றிட எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் மின்சாரம், சாதனம் போதுமான வெளியீட்டு சக்தியை உருவாக்க முடியுமா என்பதை எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி நேரடியாக தீர்மானிக்கிறது. பிரிவு II இல் HFS இன் பகுப்பாய்வுடன் இணைந்து, போதுமான சக்தியை வழங்க இரட்டை-பீம் EOS வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். இந்த பகுதியில், W-band8,9 இல் முந்தைய வேலையின் அடிப்படையில், இரட்டை பென்சில் எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. படம்2, எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் உந்து மின்னழுத்தம் Ua தொடக்கத்தில் 20 kV ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது, இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் I மின்னோட்டங்கள் 80 mA ஆகவும், எலக்ட்ரான் விட்டங்களின் விட்டம் dw 0.13 mm ஆகவும் இருக்கும். , எனவே எலக்ட்ரான் கற்றையின் தற்போதைய அடர்த்தி 603 A/cm2 ஆகவும், கேத்தோடின் தற்போதைய அடர்த்தி 86 A/cm2 ஆகவும் உள்ளது, இது புதிய கேத்தோடு பொருட்களைப் பயன்படுத்தி அடையப்படுகிறது. 14, 15, 16, 17 வடிவமைப்புக் கோட்பாட்டின் படி, ஒரு பொதுவான பியர்ஸ் எலக்ட்ரானை தனித்துவமாக அடையாளம் காண முடியும்.
படம் 5 துப்பாக்கியின் கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்து திட்ட வரைபடங்களை முறையே காட்டுகிறது. x-திசையில் எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியின் சுயவிவரம் ஒரு பொதுவான தாள் போன்ற எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியின் சுயவிவரத்துடன் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருப்பதைக் காணலாம், அதே நேரத்தில் y-திசையில் இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளும் முகமூடியால் ஓரளவு பிரிக்கப்படுகின்றன. முறையே x = 0.155 மிமீ, y = 0 மிமீ. சுருக்க விகிதம் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஊசி அளவு ஆகியவற்றின் வடிவமைப்புத் தேவைகளின்படி, இரண்டு கேத்தோடு மேற்பரப்புகளின் பரிமாணங்கள் 0.91 மிமீ × 0.13 மிமீ என தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
x-திசையில் உள்ள ஒவ்வொரு எலக்ட்ரான் கற்றையும் அதன் சொந்த மையத்தில் சமச்சீரானதாக மாற்றுவதற்காக, இந்தத் தாள் எலக்ட்ரான் துப்பாக்கிக்கு ஒரு கட்டுப்பாட்டு மின்முனையைப் பயன்படுத்துகிறது. ஃபோகசிங் எலக்ட்ரோடு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்முனையின் மின்னழுத்தத்தை −20 kV ஆகவும், அனோடின் மின்னழுத்தத்தை 0 V ஆகவும் அமைப்பதன் மூலம், துப்பாக்கியின் மின்னழுத்தத்தை படம் 6 இல் காணலாம். உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்கள் y-திசையில் நல்ல அமுக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் ஒவ்வொரு எலக்ட்ரான் கற்றையும் அதன் சொந்த சமச்சீர் மையத்தில் x-திசையை நோக்கிச் செல்கிறது, இது கட்டுப்பாட்டு மின்முனையானது கவனம் செலுத்தும் மின்முனையால் உருவாக்கப்படும் சமமற்ற மின்புலத்தை சமநிலைப்படுத்துகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
படம் 7 x மற்றும் y திசைகளில் பீம் உறையைக் காட்டுகிறது. x-திசையில் உள்ள எலக்ட்ரான் கற்றையின் ப்ரொஜெக்ஷன் தூரம் y-திசையில் உள்ளதை விட வித்தியாசமானது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன. x திசையில் வீசும் தூரம் சுமார் 4mm, மற்றும் y திசையில் வீசும் தூரம் 7mm க்கு அருகில் உள்ளது. எனவே, 8-க்கும் இடையேயான எலக்ட்ரான் தூரம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும். கேதோட் மேற்பரப்பில் இருந்து 4.6 மிமீ. 80mA
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. am தற்போதைய 0.74 இலிருந்து 0.78 A ஆக மட்டுமே மாறுகிறது.எனவே, இந்தத் தாளில் வடிவமைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் துப்பாக்கி மின்னழுத்தத்திற்கு நல்ல உணர்திறனைக் கொண்டுள்ளது என்று கருதலாம்.
x- மற்றும் y-திசை பீம் உறைகளில் டிரைவிங் வோல்டேஜ் ஏற்ற இறக்கங்களின் விளைவு.
ஒரு சீரான காந்த குவிப்பு புலம் என்பது ஒரு பொதுவான நிரந்தர காந்தத்தை குவிக்கும் அமைப்பாகும். பீம் சேனல் முழுவதும் ஒரே மாதிரியான காந்தப்புல விநியோகம் இருப்பதால், அச்சு சமச்சீரற்ற எலக்ட்ரான் கற்றைகளுக்கு இது மிகவும் பொருத்தமானது. இந்த பிரிவில், இரட்டை பென்சில் கற்றைகளின் நீண்ட தூர பரிமாற்றத்தை பராமரிக்க ஒரு சீரான காந்த குவிப்பு அமைப்பு முன்மொழியப்பட்டது. முன்மொழியப்பட்டது, மற்றும் உணர்திறன் பிரச்சனை ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. ஒற்றை பென்சில் பீம் 18,19 இன் நிலையான பரிமாற்றக் கோட்பாட்டின் படி, பிரில்லூயின் காந்தப்புல மதிப்பை சமன்பாடு (2) மூலம் கணக்கிடலாம். இந்த தாளில், பக்கவாட்டாக விநியோகிக்கப்பட்ட இரட்டை பென்சிலின் காந்தப்புலத்தை மதிப்பிடுவதற்கும் இந்த சமமான அளவைப் பயன்படுத்துகிறோம். Gs. Ref படி.20, 1.5-2 மடங்கு கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பு பொதுவாக நடைமுறை வடிவமைப்புகளில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.
படம் 12 ஒரு சீரான காந்தப்புலத்தை மையப்படுத்தும் புல அமைப்பின் கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது. நீலப் பகுதியானது அச்சு திசையில் காந்தமாக்கப்பட்ட நிரந்தர காந்தமாகும். பொருள் தேர்வு NdFeB அல்லது FeCoNi ஆகும். உருவகப்படுத்துதல் மாதிரியில் உள்ள ரீமேனன்ஸ் Br 1.3 T மற்றும் ஊடுருவல் 1.05 ஆகும். இது முழு காந்தப் பரப்பின் தொடக்க நீளம் ஆகும். 70 மிமீ வரை. கூடுதலாக, x திசையில் உள்ள காந்தத்தின் அளவு, பீம் சேனலில் உள்ள குறுக்கு காந்தப்புலம் சீரானதா என்பதை தீர்மானிக்கிறது, இதற்கு x திசையில் அளவு மிகவும் சிறியதாக இருக்கக்கூடாது. அதே நேரத்தில், முழு குழாயின் விலை மற்றும் எடையைக் கருத்தில் கொண்டு, காந்தத்தின் அளவு பெரிதாக இருக்கக்கூடாது. எனவே, காந்தங்கள் 1 mm 1 mm அதே நேரத்தில், முழு மெதுவான-அலை சுற்றும் கவனம் செலுத்தும் அமைப்பில் வைக்கப்படுவதை உறுதிசெய்ய, காந்தங்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம் 20mm ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது.
2015 ஆம் ஆண்டில், பூர்ண சந்திர பாண்டா21 ஒரு சீரான காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பில் ஒரு புதிய படி துளையுடன் கூடிய ஒரு துருவப் பகுதியை முன்மொழிந்தார், இது துருவ துண்டு துளையில் உருவாகும் கேத்தோடு மற்றும் குறுக்கு காந்தப்புலத்திற்கு ஃப்ளக்ஸ் கசிவின் அளவை மேலும் குறைக்கும். மூன்று படிகளின் உயரம் மற்றும் அகலம் 0.5 மிமீ, மற்றும் துருவ துண்டு துளைகளுக்கு இடையே உள்ள தூரம் 2 மிமீ, படம் 13 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம் 14a இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் மையக் கோடுகளுடன் அச்சு காந்தப்புல விநியோகத்தைக் காட்டுகிறது. இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் காந்தப்புல விசைகள் சமமாக இருப்பதைக் காணலாம். காந்தப்புல மதிப்பு சுமார் 6000 Gs ஆகும், இது 1.5 மடங்கு தத்துவார்த்த Brillouin புலத்தை விட 1.5 மடங்கு அதிகமாகும். லெ துண்டு காந்தப் பாய்ச்சல் கசிவைத் தடுப்பதில் நல்ல விளைவைக் கொண்டுள்ளது. படம் 14 பி, இரண்டு எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் மேல் விளிம்பில் உள்ள z திசையில் குறுக்கு காந்தப்புல விநியோகத்தைக் காட்டுகிறது. துருவத் துண்டின் துளையில் மட்டுமே குறுக்கு காந்தப்புலம் 200 Gs க்கும் குறைவாக இருப்பதைக் காணலாம். எலக்ட்ரான் கற்றை மிகக் குறைவு. துருவ துண்டுகளின் காந்த செறிவூட்டலைத் தடுக்க, துருவத் துண்டுகளுக்குள் உள்ள காந்தப்புல வலிமையை ஆய்வு செய்வது அவசியம். படம் 14c துருவத் துண்டுக்குள் இருக்கும் காந்தப்புல விநியோகத்தின் முழுமையான மதிப்பைக் காட்டுகிறது. காந்தப்புல வலிமையின் முழுமையான மதிப்பு 1.2T க்கும் குறைவாக இருப்பதைக் காணலாம்.
Br = 1.3 T.(a)க்கான காந்தப்புல வலிமை விநியோகம்
CST PS தொகுதியின் அடிப்படையில், டூயல் பீம் கன் மற்றும் ஃபோகசிங் சிஸ்டத்தின் அச்சு சார்பு நிலை உகந்ததாக உள்ளது. Ref படி.9 மற்றும் உருவகப்படுத்துதல்கள், நேர்மின்முனைத் துண்டானது காந்தத்திலிருந்து துருவத் துண்டை ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கும் இடமாகும். இருப்பினும், ரீமேனன்ஸ் 1.3T என அமைக்கப்பட்டால், எலக்ட்ரான் கற்றையின் பரிமாற்றம் 99% ஐ எட்ட முடியாது. 1.4 டிக்கு மறுசீரமைப்பை அதிகரிப்பதன் மூலம், காந்தப்புலம் 60 ஐ மையப்படுத்துகிறது. xoz மற்றும் yoz விமானங்கள் படம் 15 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. கற்றை நல்ல பரிமாற்றம், சிறிய ஏற்ற இறக்கம் மற்றும் 45mm க்கும் அதிகமான பரிமாற்ற தூரம் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருப்பதைக் காணலாம்.
Br = 1.4 T.(a) xoz விமானம்.(b) yoz விமானம் கொண்ட ஒரே மாதிரியான காந்த அமைப்பின் கீழ் இரட்டை பென்சில் கற்றைகளின் பாதைகள்.
படம் 16 கத்தோடிலிருந்து வெவ்வேறு நிலைகளில் பீமின் குறுக்குவெட்டைக் காட்டுகிறது. கவனம் செலுத்தும் அமைப்பில் பீம் பிரிவின் வடிவம் நன்கு பராமரிக்கப்படுவதையும், பிரிவு விட்டம் பெரிதாக மாறாமல் இருப்பதையும் காணலாம். படம் 17 முறையே x மற்றும் y திசைகளில் பீம் உறைகளைக் காட்டுகிறது. நான் மின்னோட்டம்
எலக்ட்ரான் கற்றை குறுக்குவெட்டு (ஃபோகசிங் சிஸ்டத்துடன்) கேத்தோடிலிருந்து வேறுபட்ட நிலைகளில்.
அசெம்பிளி பிழைகள், மின்னழுத்த ஏற்ற இறக்கங்கள் மற்றும் நடைமுறை செயலாக்க பயன்பாடுகளில் காந்தப்புல வலிமையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் போன்ற தொடர்ச்சியான சிக்கல்களைக் கருத்தில் கொண்டு, கவனம் செலுத்தும் அமைப்பின் உணர்திறனை பகுப்பாய்வு செய்வது அவசியம். ஏனெனில் உண்மையான செயலாக்கத்தில் நேர்மின்முனைத் துண்டுக்கும் துருவ துண்டுக்கும் இடையே இடைவெளி இருப்பதால், இந்த இடைவெளியானது உருவகப்படுத்துதலில் அமைக்கப்பட வேண்டும். y திசையில் பீம் மின்னோட்டம். இந்த முடிவு பீம் உறையில் ஏற்படும் மாற்றம் குறிப்பிடத்தக்கதாக இல்லை என்பதையும், பீம் மின்னோட்டம் அரிதாகவே மாறுகிறது என்பதையும் காட்டுகிறது. எனவே, அசெம்பிளி பிழைகளுக்கு கணினி உணர்திறன் இல்லை. டிரைவிங் மின்னழுத்தத்தின் ஏற்ற இறக்கத்திற்கு, பிழை வரம்பு ±0.5 kV ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது. படம் 19b ஆனது மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தை ஒப்பிடுகையில் சிறிய அளவிலான விளைவைக் காட்டுகிறது. காந்தப்புல வலிமையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு 2 முதல் +0.03 டி வரை. ஒப்பீட்டு முடிவுகள் படம் 20 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. பீம் உறை அரிதாகவே மாறுவதைக் காணலாம், அதாவது முழு EOS காந்தப்புல வலிமையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு உணர்வற்றது.
பீம் உறை மற்றும் ஒரு சீரான காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பின் கீழ் தற்போதைய முடிவுகள்.(அ) சட்டசபை சகிப்புத்தன்மை 0.2 மிமீ.(ஆ) ஓட்டுநர் மின்னழுத்த ஏற்ற இறக்கம் ±0.5 kV ஆகும்.
0.63 முதல் 0.68 டி வரையிலான அச்சு காந்தப்புல வலிமை ஏற்ற இறக்கங்களுடன் ஒரே மாதிரியான காந்த கவனம் செலுத்தும் அமைப்பின் கீழ் பீம் உறை.
இந்த தாளில் வடிவமைக்கப்பட்ட ஃபோகசிங் சிஸ்டம் HFS உடன் பொருந்துவதை உறுதிசெய்ய, ஃபோகசிங் சிஸ்டம் மற்றும் HFS ஆகியவற்றை ஆராய்ச்சிக்கு இணைப்பது அவசியம். படம் 21 HFS ஏற்றப்பட்ட மற்றும் இல்லாத பீம் உறைகளின் ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது. முழு HFS ஏற்றப்படும்போது பீம் உறை பெரிதாக மாறாது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன.
பிரிவு III இல் முன்மொழியப்பட்ட EOS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க மற்றும் 220 GHz SDV-TWT இன் செயல்திறனை ஆராய்வதற்கு, பீம்-அலை தொடர்புகளின் 3D-PIC உருவகப்படுத்துதல் செய்யப்படுகிறது. உருவகப்படுத்துதல் மென்பொருள் வரம்புகள் காரணமாக, எங்களால் முழு EOS ஐ HFS க்கு சேர்க்க முடியவில்லை. எனவே, எலெக்ட்ரான் கன் 1 விட்டம் கொண்ட ஒரு எம்எம் 0 விட்டம் கொண்ட மேற்பரப்புடன் மாற்றப்பட்டது. 0.31 மிமீ இரண்டு மேற்பரப்புகள், மேலே வடிவமைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் துப்பாக்கியின் அதே அளவுருக்கள். EOS இன் உணர்திறன் மற்றும் நல்ல நிலைத்தன்மையின் காரணமாக, PIC உருவகப்படுத்துதலில் சிறந்த வெளியீட்டு சக்தியை அடைய ஓட்டுநர் மின்னழுத்தத்தை சரியாக மேம்படுத்தலாம். உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள், நிறைவுற்ற வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் ஆதாயத்தை ஒரு ஓட்டுநர் மின்னழுத்தத்தில் (20.6 m0 × 20.0cm 2), மற்றும் 0.05 W இன் உள்ளீட்டு சக்தி.
சிறந்த வெளியீட்டு சமிக்ஞையைப் பெறுவதற்கு, சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையும் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும். படம் 22a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இரண்டு நிலைகளின் எண்ணிக்கை 42 + 48 சுழற்சிகளாக இருக்கும்போது சிறந்த வெளியீட்டு சக்தி பெறப்படுகிறது. A 0.05 W உள்ளீட்டு சமிக்ஞை 314 W ஆக பெருக்கப்படுகிறது, இது 38 dB இன் ஆதாயத்துடன் 38 dB ஆகும். 0 GHz.படம் 22b ஆனது SWS இல் எலக்ட்ரான் ஆற்றலின் அச்சு நிலைப் பரவலைக் காட்டுகிறது, பெரும்பாலான எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலை இழக்கின்றன. இந்த முடிவு SDV-SWS ஆனது எலக்ட்ரான்களின் இயக்க ஆற்றலை RF சிக்னல்களாக மாற்றும், இதன் மூலம் சமிக்ஞை பெருக்கத்தை உணர முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது.
220 GHz இல் SDV-SWS வெளியீட்டு சமிக்ஞை.(a) உள்ளிட்ட ஸ்பெக்ட்ரம் கொண்ட வெளியீட்டு சக்தி.(b) SWS இன்செட்டின் முடிவில் எலக்ட்ரான் கற்றையுடன் எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் விநியோகம்.
படம் 23, டூயல்-மோட் டூயல்-பீம் SDV-TWT இன் வெளியீட்டு சக்தி அலைவரிசை மற்றும் ஆதாயத்தைக் காட்டுகிறது. 200 முதல் 275 GHz வரையிலான அதிர்வெண்களை ஸ்வீப் செய்வதன் மூலமும், இயக்கி மின்னழுத்தத்தை மேம்படுத்துவதன் மூலமும் வெளியீட்டு செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்தலாம். இயக்க அலைவரிசை.
இருப்பினும், படம். 2a இன் படி, ஒற்றைப்படை மற்றும் இரட்டைப்படை முறைகளுக்கு இடையே ஒரு ஸ்டாப் பேண்ட் இருப்பதை நாம் அறிவோம், இது தேவையற்ற அலைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும். எனவே, நிறுத்தங்களைச் சுற்றியுள்ள வேலை நிலைத்தன்மையை ஆய்வு செய்ய வேண்டும். புள்ளிவிவரங்கள் 24a-c என்பது 20 ns உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் 265.3 GHz, GHz4, 265, 265. உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் சில ஏற்ற இறக்கங்களைக் கொண்டிருந்தாலும், வெளியீட்டு சக்தி ஒப்பீட்டளவில் நிலையானது. ஸ்பெக்ட்ரம் முறையே படம் 24 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, ஸ்பெக்ட்ரம் தூய்மையானது. இந்த முடிவுகள் ஸ்டாப்பேண்டிற்கு அருகில் சுய-ஊசலாட்டம் இல்லை என்பதைக் குறிக்கிறது.
முழு HFS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க ஃபேப்ரிகேஷன் மற்றும் அளவீடு அவசியம். இந்த பகுதியில், HFS ஆனது 0.1 மிமீ கருவி விட்டம் மற்றும் 10 μm இயந்திர துல்லியத்துடன் கணினி எண் கட்டுப்பாடு (CNC) தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி புனையப்பட்டது. 66.00 மிமீ நீளம், 20.00 மிமீ அகலம் மற்றும் 8.66 மிமீ உயரம் உள்ளது. கட்டமைப்பைச் சுற்றி எட்டு முள் துளைகள் விநியோகிக்கப்படுகின்றன. படம் 25 பி எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை (SEM) ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது. இந்த கட்டமைப்பின் கத்திகள் ஒரே மாதிரியாக உற்பத்தி செய்யப்பட்டு நல்ல மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையுடன் இருக்கும். 4μm. எந்திர அமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் துல்லியத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது.
படம் 26 உண்மையான சோதனை முடிவுகள் மற்றும் பரிமாற்ற செயல்திறனின் உருவகப்படுத்துதல்களுக்கு இடையேயான ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது. படம் 26a இல் உள்ள போர்ட் 1 மற்றும் போர்ட் 2 ஆகியவை முறையே HFS இன் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு போர்ட்களுடன் ஒத்துப்போகின்றன, மேலும் படம் 3 இல் உள்ள போர்ட் 1 மற்றும் போர்ட் 4 க்கு சமமானவை. உருவகப்படுத்துதலில் அமைக்கப்பட்டுள்ள பொருள் கடத்துத்திறன் மிக அதிகமாக உள்ளது மற்றும் உண்மையான எந்திரத்திற்குப் பிறகு மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மோசமாக உள்ளது. ஒட்டுமொத்தமாக, அளவிடப்பட்ட முடிவுகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளன, மேலும் டிரான்ஸ்மிஷன் அலைவரிசையானது 70 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் தேவையை பூர்த்தி செய்கிறது, இது 70 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் தேவையை பூர்த்தி செய்கிறது. இந்தத் தாளில் முன்மொழியப்பட்ட அல்ட்ரா-பிராட்பேண்ட் டூயல்-பீம் SDV-TWT வடிவமைப்பு, அடுத்தடுத்த புனையமைப்பு மற்றும் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
இந்தத் தாளில், ஒரு பிளானர் விநியோகம் 220 GHz டூயல்-பீம் SDV-TWTயின் விரிவான வடிவமைப்பு வழங்கப்படுகிறது. இரட்டை-முறை செயல்பாடு மற்றும் இரட்டை-பீம் தூண்டுதலின் கலவையானது இயக்க அலைவரிசை மற்றும் வெளியீட்டு சக்தியை மேலும் அதிகரிக்கிறது. முழு HFS இன் சரியான தன்மையை சரிபார்க்க ஃபேப்ரிக்கேஷன் மற்றும் குளிர் சோதனையும் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.உண்மையான அளவீட்டு முடிவுகள் உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளன. வடிவமைக்கப்பட்ட இரண்டு-பீம் EOS க்கு, ஒரு முகமூடி பிரிவு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்முனைகள் இரண்டு பென்சில் கற்றைகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. வடிவமைக்கப்பட்ட சீரான கவனம் செலுத்தும் காந்தப்புலத்தின் கீழ், எலக்ட்ரான் கற்றை நல்ல வடிவத்துடன் நீண்ட தூரத்திற்கு நிலையானதாக அனுப்பப்படும். எதிர்காலத்தில், EOS உற்பத்தி மற்றும் சோதனை நடத்தப்படும். இந்தத் தாளில் முன்மொழியப்பட்டுள்ள இந்த SDV-TWT வடிவமைப்புத் திட்டம், தற்போதைய முதிர்ந்த விமானச் செயலாக்கத் தொழில்நுட்பத்தை முழுமையாக ஒருங்கிணைக்கிறது, மேலும் செயல்திறன் குறிகாட்டிகள் மற்றும் செயலாக்கம் மற்றும் அசெம்பிளி ஆகியவற்றில் பெரும் ஆற்றலைக் காட்டுகிறது. எனவே, டெராஹெர்ட்ஸ் பேண்டில் உள்ள வெற்றிட மின்னணு சாதனங்களின் வளர்ச்சிப் போக்காக சமதள அமைப்பு மாற வாய்ப்புள்ளது என்று இந்தத் தாள் நம்புகிறது.
இந்த ஆய்வில் உள்ள பெரும்பாலான மூல தரவு மற்றும் பகுப்பாய்வு மாதிரிகள் இந்த தாளில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. மேலும் தொடர்புடைய தகவல்களை நியாயமான கோரிக்கையின் பேரில் தொடர்புடைய ஆசிரியரிடமிருந்து பெறலாம்.
Gamzina, D. et al. சப்-டெராஹெர்ட்ஸ் வெற்றிட எலக்ட்ரானிக்ஸின் நானோஸ்கேல் CNC எந்திரம்.IEEE Trans.electronic devices.63, 4067–4073 (2016).
மலேகாபாடி, ஏ. மற்றும் பாலோனி, C. UV-LIGA மைக்ரோ ஃபேப்ரிகேஷன் ஆஃப் சப்-டெராஹெர்ட்ஸ் அலை வழிகாட்டிகள் பல அடுக்கு SU-8 ஃபோட்டோரெசிஸ்ட். ஜே.Micromechanics.Microelectronics.26, 095010. https://doi.org/10.1088/0960-1317/26/9/095010 (2016).
தில்லான், எஸ்எஸ் மற்றும் பலர்.2017 THz தொழில்நுட்ப சாலை வரைபடம்.ஜே.விண்ணப்பிக்க இயற்பியல்.டி. இயற்பியல்.50, 043001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001 (2017).
ஷின், ஒய்எம், பார்னெட், எல்ஆர் & லுஹ்மான், என்சி அல்ட்ரா-பிராட்பேண்ட் மூலம் பிளாஸ்மோனிக் அலை பரப்புதலின் வலுவான அடைப்பு நிலைத்த டபுள்-கிரேட்டிங் waveguides.application.physics.Wright.93, 221504. https://doi.org/10.1063/1.302016.
பெய்க், ஏ. மற்றும் பலர். ஒரு நானோ CNC இயந்திரத்தின் செயல்திறன் 220-GHz டிராவலிங் அலை குழாய் பெருக்கி.IEEE Trans.electronic devices.64, 590–592 (2017).
ஹான், ஒய். & ருவான், CJ மேக்ரோஸ்கோபிக் குளிர் திரவ மாதிரிக் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்தி எல்லையற்ற பரந்த தாள் எலக்ட்ரான் கற்றைகளின் டையோகாட்ரான் உறுதியற்ற தன்மையை ஆய்வு செய்கிறது
Galdetskiy, AV, மல்டிபீம் க்ளைஸ்ட்ரானில் பீமின் பிளானர் லேஅவுட் மூலம் அலைவரிசையை அதிகரிக்க வாய்ப்பு உள்ளது. 12வது IEEE இன்டர்நேஷனல் கான்ஃபெரன்ஸ் ஆன் வெற்றிட எலக்ட்ரானிக்ஸ், பெங்களூர், இந்தியா, 5747003, 317–318 https://doi.org/10.1207137.1209/137.12071.
Nguyen, CJ மற்றும் பலர். டபிள்யூ-பேண்ட் நிலைகுலைந்த இரட்டை-பிளேடு பயண அலைக் குழாயில்[J]. சயின்ஸ். ரெப்.11, 940.https://doi.org/10.1038/s41598-020-80276-3 (2021).
வாங், பிபி, சு, ஒய்ஒய், ஜாங், இசட்., வாங், டபிள்யூபி & ருவான், சிஜே பிளானர் மூன்று-பீம் எலக்ட்ரான் ஆப்டிகல் சிஸ்டம், டபிள்யூ-பேண்ட் அடிப்படை பயன்முறையான TWT.IEEE Trans.electronic சாதனங்களுக்கு குறுகிய பீம் பிரிப்புடன் விநியோகிக்கப்பட்டது.68, 5215–5219 (2021).
ஜான், எம். மில்லிமீட்டர்-அலை தாள் பீம்கள் 20-22 (பிஎச்டி, பெய்ஹாங் பல்கலைக்கழகம், 2018) கொண்ட இன்டர்லீவ்டு டபுள்-பிளேட் டிராவலிங் வேவ் டியூப் பற்றிய ஆராய்ச்சி.
Ruan, CJ, Zhang, HF, Tao, J. & He, Y. G-band interleaved dual-blade travelling wave tube இன் பீம்-வேவ் இன்டராக்ஷன் நிலைத்தன்மை பற்றிய ஆய்வு 8510263 (2018).