مطالعه و بررسی چگونگی تقویت امواج الکترومغناطیس با استفاده از پرتو سیکلوترونی

تقویت موج الکترومغناطیس با استفاده از مکانیزم های مختلفی انجام می شود که ما در این تحقیق به بررسی تقویت موج الکترومغناطیس با استفاده از یک باریکه الکترونی نسبیتی و پر انرژی که دارای یک حرکت سیکلوترونی می باشد پرداخته ایم.این موضوع از دو دیدگاه ذره ای و نظریه جنبشی مورد بررسی قرار گرفته است.قابل ذکر است که مطالعات و بررسی های انجام گرفته در این زمینه در مورد امواج تند(امواجی که سرعت فازشان بیشتر از سرعت نور می باشد) انجام شده است.از دیدگاه نظریه ذره ای پس از ورود یک موج الکترومغناطیس به درون پلاسما ابتدا به بررسی شرط تشدید و همچنین بانچینگ های مورد نظر پرداخته ایم که باید اشاره کرد که موج مورد نظر دارای قطبش دایروی چپگرد می باشد و سپس با بدست آوردن معادلاتی که توصیف کننده حرکت ذرات پس از ورود موج می باشد به بررسی عددی اثر میدان مغناطیسی و انرژی باریکه الکترونی بر بهره دریافتی موج برای دو دسته سیگنال های قوی و ضعیف پرداخته ایم که این بررسی نشان داد که برای سیگنال های قوی با باریکه ای با انرژی معین میدان مغناطیسی می توان پیدا کرد که در آن بازده مکانیزم بیشینه شده و مکانیزم بصورت بهینه موج را تقویت می کند و همچنین مشاهده شد که با در نظر گرفتن یک میدان مغناطیسی ثابت افزایش انرژی سبب افزایش بازده شده سپس بازده مکانیزم در یک انرژی خاص به بیشینه خود رسیده و بعد از آن بازده کاهش می یابد. در مورد سیگنال های کوچک افزایش میدان مغناطیسی در انرژی ثابت سبب افزایش بازده مکانیزم شده در حالی که هنگامی که میدان مغناطیسی معینی در نظر گرفته می شود افزایش انرژی باریکه سبب کاهش بازده مکانیزم شد. سپس از دیدگاه نظریه جنبشی به بررسی مسئله پرداخته ایم و با حل همزمان معادلات ماکسول-ولاسوف و استفاده از روش مشخصه ای در حل معادلات و با در نظر گرفتن یک تابع توزیع مشخص رابطه پاشندگی که توصیف کننده میزان تقویت موج پس از ورود به پلاسما می باشد را بدست آورده ایم که با حل عددی این رابطه توانسته ایم تغییرات بسامد زاویه ای حقیقی و موهومی موج را بر حسب یک پارامتر خاص رسم کنیم و می دانیم که تغییرات بسامد زاویه ای موهومی بیانگر میزان تقویت موج است و اگر بسامد زاویه ای موهومی مثبت باشد موج تقویت و اگر منفی باشد موج دمپ می شود بنابراین توانسته ایم مکان هایی را که در آن بسامد زاویه ای موهومی مورد نظر مثبت است که منجر به تقویت موج می شود را پیدا کنیم. در پایان نیز به بررسی تقویت موج الکترومغناطیس موردنظر با استفاده از نظریه جنبشی در درون یک موجبر کاملا رسانای استوانه ای شکل پرداخته شده است.که در این قسمت یک باریکه الکترونی با ضخامت بسیار کم که دارای یک حرکت سیکلوترونی در درون موجبر می باشد را با یک تابع توزیع دلخواه در نظر گرفته ایم قابل ذکر است که از خود میدان ها چشم پوشی شده است سپس با ساده سازی معادلات ماکسول و استفاده از شرایط مرزی مناسب و رسانندگی که در درون باریکه الکترونی وجود دارد و همچنین استفاده از روش مشخصه ای در بدست آوردن تابع توزیع اختلالی, محاسبات مورد نظر را تا بدست آوردن رابطه پاشندگی ادامه داده ایم.