Взаимодействие сильноточного релятивистского пучка электронов с высшими модами диэлектрического волновода

Исследуется черенковская неустойчивость релятивистского электронного пучка, пролетающего на конечном расстоянии от диэлектрического слоя с металлической подложкой. Проведен сравнительный анализ развития неустойчивости на основной и высших модах электродинамической системы. Изучены зависимости инкремента и полосы неустойчивости на разных модах от величины энергии электронов и поверхностной плотности заряда пучка. Продемонстрировано увеличение частоты, соответствующей максимальному инкременту в спектре неустойчивости, с ростом энергии электронов, причем обнаружено, что при больших плотностях пучка переход на высшие типы происходит при более высоких энергиях. Показано, что релятивистский СВЧ генератор с рабочей модой высшего типа будет иметь большую выходную мощность и более узкую полосу излучения, чем слаборелятивистский прибор на основной моде.