December 12, 2020
Разработка усовершенствованного источника излучения частиц в терагерцовом диапазоне является одним из перспективных направлений сотрудничества между германскими и армянскими учёными в области физики ускорителей. В журнале Journal of Synchrotron Radiation опубликованы результаты исследований источника когерентного излучения на основе структуры, покрытой диэлектриком (K. Floettmann et al, “Superradiant Cherenkov–wakefield radiation as THz source for FEL facilities”, J. Synchrotron Rad. (2021). 28, p.1-10).
Черенковское излучение является прекрасной альтернативой источнику терагерцового излучения в диапазоне более низких частот вплоть до значений в несколько терагерц. Такой вид системы излучения может также служить в качестве компактного терагерцового источника рентгеновского излучения в ЛСЭ в экспериментах типа накачки-зондирования. Рентгеновские ЛСЭ являются наилучшими лазерами для проведения фундаментальных научных исследований перестраиваемых источников коротких рентгеновских импульсов. Для полного раскрытия потенциала ЛСЭ необходимо источник рентгеновских лучей дополнить соответствующими источниками накачки, используемыми в экспериментах типа накачки-зондирования. Селективное возбуждение вещества электронным излучением от субтерагерцового до терагерцового диапазона (энергия фотона в несколько МэВ) делает возможным осаждение энергии на определенные низкочастотные моды вещества и, следовательно, позволяет контролировать влияние различных степеней свободы на свойства материалов. Разработка соответствующих терагерцовых источников для экспериментов накачки-зондирования рентгеновских ЛСЭ является важной задачей.
Авторы статьи рассматривают терагерцовое излучение, генерированное электронными пучками, проходящими через вакуумные трубки с покрытым диэлектриком внутреннем слоем. Этот процесс называется излучением Черенкова. На основе обсуждения характеристик излучения выводятся соотношения для оценки излучаемой энергии, мощности и длительности импульса для набора параметров конструкций, и сравниваются с численными результатами. Благодаря этим результатам открываются новые перспективы для применения структур, покрытых диэлектриком, в источниках терагерцового излучения нового поколения.