Александр Семенович Тагер часть 3
Воскресенье, 07 Октябрь 2012 00:17

Под руководством А.С. Тагера сотрудник лаборатории А.А. Негирев обобщил метод Флетчера на расчет различных типов замедляющих систем и провел уникальные исследования электродинамических систем и генераторов миллиметрового диапазона. Г.Г. Моносов предложил метод расчета траектории электронов в приборах М - типа в приближении заданного поля и рассчитал траектории электронов в ЛОВ.

Теории периодического взаимодействия двух электронных потоков, движущихся в электростатическом поле, посвящены замечательные работы А.С. Тагера и В.А. Солнцева. Периодическое взаимодействие электроннных потоков имеет ряд особенностей, отличающее его от непрерывного и открывающих некоторые дополнительные возможности использования электронного механизма для усиления и генерации колебаний коротковолновой части диапазона СВЧ. К таким особенностям следует, прежде всего, отнести разделение всего рабочего диапазона частот на последовательность полос взаимодействия, где возможно нарастание сигнала, и полос устойчивости, где нарастание сигнала невозможно. В этих работах впервые показано, что эффективное взаимодействие потоков, приводящее к усилению высокочастотного сигнала, происходит в узких интервалах длин волн, ширина которых определяется плотностью тока. Значения длины волны в полосах взаимодействия могут быть меньше периода электростатического поля и во всех полосах, кроме длинноволновой, слабо зависят от плотности тока пучков.

Совместно с М.Б. Голантом им впервые исследована физическая картина явлений в двухлучевой лампе, предложенной еще в 1949 году, и дано сравнение этих явлений с имеющими место в других электронных приборах. Наибольший интерес вызывает изложение вопросов, связанных с механизмом группировки электронов в одно- и многолучевых электронно - волновых лампах, в частности, эффект расталкивания электронов. Эта работа дала толчок к плодотворному сотрудничеству двух выдающихся ученых А.С. Тагера и М.Б. Голанта. Впечатляющие результаты, полученные ими, связаны с физическим объяснением явлений, проходящих в ЭВП. Их совместная работа привела к уникальным результатам по описанию механизма работы параметрических усилителей СВЧ, использующих потоки свободных электронов. В частности, ими показано, что широкий класс ЭВП (клистроны, ЛБВ, ЛОВ) и малошумящие усилители можно рассматривать с единой точки зрения. В этой же работе в добавление к известному методу снижения шумов (охлаждению) предложено использовать, так называемое, правило «противофазной компенсации». Усиление сигнала в таком устройстве не сопровождается усилением шумов пучка.

В следующим за этим циклом статей А.С. Тагер практически заложил основы теории параметрического усиления и преобразования частоты в волноводных системах, то есть в системах с распределенными СВЧ - параметрами. Этот цикл являлся развитием работ Л.И. Мандельштама и Н.Д. Папалекси, которые также исследовали параметрические явления, но в сравнительно низкочастотных колебательных системах с сосредоточенными параметрами. Результаты исследований А.С. Тагера оказались потрясающими. Им, в частности, показано, что возбуждение высших комбинационных колебаний может заметно влиять на основные характеристики параметрического усилителя, снижая коэффициент усиления и увеличивая коэффициент шума. Однако, этот недостаток в области низких частот становится полезным в миллиметровом диапазоне, когда реализуется усиление и преобразование вверх. Такая система оказывается практически бесшумной !

Параллельно с работами по электровакуумным приборам А.С. Тагер с сотрудниками интенсивно занимается теоретическими проблемами твердотельной электроники СВЧ, которая начала развиваться в ГНПП «Исток» в 1956 году в связи с появлением первых твердотельных лазеров и полупроводниковых параметрических усилителей. В этих направлениях им выполнен ряд пионерных исследований. Результаты одного из них, относящихся к твердотельным лазерам, изложены в оригинальной работе А.С. Тагера и А.Д. Гладуна. Здесь впервые показана принципиальная возможность использования специфических динамических свойств носителей заряда в твердых телах - отклонения закона дисперсии носителей заряда (связи между энергией и импульсом) от квадратичного и несферичности их изоэнергетических поверхностей в пространстве импульсов - для преобразования частоты СВЧ колебаний, включая колебания миллиметрового диапазона длин волн, а также для генерации и усиления этих колебаний. В частности, ими впервые высказана идея твердотельного лазера на циклотронном резонансе, развитая впоследствии в других работах

Эти же исследования фактически привели к созданию лавинно - пролетного диода (ЛПД), пожалуй, главного «детища» в научном творчестве выдающегося ученого в 50 – 70 - х годах. Поэтому на этих результатах есть необходимость остановиться более подробно.