Защита в ИПФ РАН: Андрей Зуев

Мы вновь возвращаемся с нашей постоянной рубрикой «Защита в ИПФ».

В этот раз мы расскажем вам про исследование Андрея Зуева — младшего научного сотрудника лаборатории источников и приложений мощного терагерцового излучения, отдела электронных приборов.

Он защитил свою диссертацию 19 февраля 2024 года.

Тема: Исследование методов управления частотными характеристиками гиротронов

Специальность: радиофизика

— Почему вы выбрали эту тему для исследования?

— Ещё на третьем курсе учебы на ВШОПФ я обратил внимание на эту тематику. На лекциях по вакуумной СВЧ-электронике я узнал, что гиротроны были изобретены у нас в Нижнем Новгороде. Они активно развивались и совершенствовались на протяжении более пятидесяти лет — сначала в НИРФИ, а потом в Институте прикладной физики РАН. На сегодняшний день институт является одним из мировых лидеров в этой области. И мне захотелось принять участие в исследовании и разработке гиротронов.

— Как проходили ваши исследования? Какие методы вы использовали?

— Я исследовал возможность многочастотной генерации излучения в гиротроне. Речь идет как об одновременной генерации излучения на разных частотах, так и о последовательной генерации излучения за счет возбуждения разных мод в резонаторе гиротрона. На основе теоретических исследований были поставлены эксперименты по улучшению частотных характеристик гиротронных комплексов. При этом, гиротроны тестировались не совсем в тех режимах работы, для которых они изначально разрабатывались.

— К какому результату вы пришли?

— На основе моих расчетов были поставлены эксперименты, в ходе которых была продемонстрирована последовательная многочастотная генерация излучения гиротронов, изначально оптимизированных для работы на одной собственной моде в одночастотном режиме. Пожалуй, основной результат – дискретная перестройка частоты почти на одну октаву в интервале частот от 130 ГГц до 250 ГГц. Мы теоретически обосновали, что гиротроны с октавной дискретной перестройкой частоты могут демонстрировать уровень мощности одночастотного оптимизированного гиротрона. Здесь ключевой нюанс – использование триодной электронной пушки, которая на сегодняшний день не так распространена в гиротронах, как диодная система формирования пучка.

Также вместе с моим научным руководителем Владимиром Евгеньевичем Запеваловым предложили новый тип гиротрона – многоствольный. Этот прибор выделяется тем, что позволяет обеспечить одновременную или последовательную генерацию на близких или кратных друг к другу частотах за счёт отдельной оптимизации каждого ствола резонаторной системы.

— Какие у вас есть дальнейшие планы на исследования? Какой темой планируете заниматься дальше?

— Планирую продолжить свои исследования в этом же направлении. Мне интересно исследовать гиротроны терагерцового диапазона, то есть в интервале частот от 300 ГГц до, скажу на перспективу, до 1 ТГц, может быть, до 2 ТГц. Для большинства приложений в этом диапазоне требуются маломощные, по меркам гиротронов, источники, работающие как правило в непрерывном режиме. Кроме того, меня привлекают разные неканонические гиротронные системы, например, многолучевые или многоствольные гиротроны. Такие приборы позволят в перспективе лучше освоить обозначенный диапазон, в разы снизят стоимость гиротронной установки и приблизят широкое распространение этих приборов в будущем.