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IEEE transactions on electron devices v.64 no.2, 2017년, pp.527 - 535   SCI SCIE
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Terahertz Broadband-Tunable Minigyrotron With a Pulse Magnet

Qi, Xiang-Bo (School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing, China ) ; Du, Chao-Hai (School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing, China ) ; Pan, Shi (School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing, China ) ; Ji, Xiao (School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing, China ) ; Huang, Bin ; Liu, Pu-Kun ;
  • 초록  

    A minigyrotron scheme controlled by a compact pulse magnet to excite broadband terahertz (THz) radiation is presented here. In comparison to an open-cavity circuit, the adopted prebunched backward-wave interaction circuit can expand tuning bandwidth tenfold under the control of time-varying magnetic field strength, which also significantly extends the available duration time of the pulse magnet for gyrotron operation. A quasi-optical mode convertor and a Brewster window constitute the output system to transfer the broadband radiation from the circuit into free space. A systematic gyrotron design is also presented. Driven by a low-voltage electron beam, the minigyrotron is predicted to generate radiation with 10-GHz tuning bandwidth around 0.33 THz and a maximum peak power of 2.1 kW with 6-ms pulse duration, using a TE 6,2 mode interaction. Such a THz gyrotron with broad tunable bandwidth, kilowatt level power, and with the unique advantage of a compact configuration is the key to high-power THz scientific and industrial applications.


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