誘電率変化によるチェレンコフ・レーザの効率改善―モード散乱を考慮した場合―

佐多 正博  鎌田 央  塩沢 俊之  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J78-C1   No.8   pp.353-359
発行日: 1995/08/25
Online ISSN: 
DOI: 
Print ISSN: 0915-1893
論文種別: 論文
専門分野: 電磁界理論
キーワード: 
チェレンコフ・レーザ,  誘電率変化,  効率改善,  モード散乱,  

本文: PDF(450.7KB)>>
論文を購入




あらまし: 
誘電体薄膜を装荷した平行平板導波路と相対論的電子ビームから構成されるチェレンコフ・レーザのモデルを考え,数値解析により,電磁波の増大特性およびエネルギー変換効率の改善について考察している.チェレンコフ・レーザでは,電磁波の増大は電子ビームの運動エネルギーが電磁波のエネルギーに移ることによって起こるが,その結果,電子ビームのドリフト速度が次第に減少し,電磁波の位相速度との同期が保たれなくなり,エネルギー変換が効率的に行われなくなる.そこで,導波路を構成する誘電体の誘電率を電磁波の進行方向に徐々に増加させ電磁波の位相速度を減少させることによって,電子ビームのドリフト速度との同期を維持し,エネルギー変換を効率的に行わせる.このとき,誘電率変化によって,電磁波のモード散乱,すなわち電磁波の反射あるいは高次モードヘの変換による電力の損失が生じるが,本論文では,モード散乱の効果を考慮に入れて,電磁波の増幅特性を数値的に詳しく調べ,電磁波の増幅特性ならびに電子ビームから電磁波へのエネルギー変換効率が大幅に改善されることを示している.