Гиротрон

Гиротрон - это форма электронной трубки или вакуумной трубки, которую часто называют циклотронным резонансным мазером из-за того, что одно из его наиболее частых применений заключается в исследованиях физики высоких энергий в циклотронах.

Преимущество, которое предлагает гиротрон, заключается в его способности генерировать значительное количество радиочастотной (RF) энергии в мегаваттном диапазоне на очень малых длинах волн (всего несколько миллиметров), что невозможно для стандартных вакуумных трубок.

Гиротроны также непосредственно используются для визуализации ядерного магнитного резонанса для наблюдения квантовых механических эффектов на атомном уровне или в магнитно-резонансной микроскопии (МРТ) для медицинских диагнозов.

Принцип построения функций гиротрона был впервые теоретически составлен в 1950-х годах, когда релятивистские эффекты электронной энергии изучались в циклотронах впервые.

При введении потоков электронов в электромагнитное поле циклотрона с равной частотой наблюдался эффект, известный как отрицательная массовая неустойчивость. Электронный поток имел бы тенденцию связываться вместе со стандартным гирарадиусом или ларморовским радиусом, заставляя электроны замедляться и выделять кинетическую энергию в процессе в виде радиоволн или излучения миллиметровой длины волны.

По мере развития науки гиротронные приложения разделялись на высокоэнергетические мегаваттные системы для исследования сплавливания, и низкоэнергических системы 10 до 1.000 ватт для спектроскопии ЯМР.

Устройства, производящие терагерцизлучение в диапазоне от 100 гигагерц до 1 терагерца, используются в промышленных применениях, таких как диагностика плазмы и высокотемпературный нагрев керамических соединений. Исследования в Японии также увеличили эффективность использования гиротронных устройств средних и высоких мощностей на 50% по сравнению с 1994 годом за счет использования интегрированного конвертера режимов для более эффективного преобразования энергии в тепло.

Поскольку гиротрон представляет собой форму микроволнового усиления с помощью устройства стимулированного излучения радиации (MASER) или лазера на свободных электронах, генерирующего электромагнитные поля, он имеет некоторое сходство с принципом, лежащим в основе работы стандартной микроволновой печи. Портативный гиротрон может работать в диапазоне частот обычно от 2 до 235 гигагерц, что делает их полезными устройствами для систем нелетального оружия.