Многофокальный открытый резонатор "коршес"

 

Использование: техника миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Сущность изобретения: многофональный открытый резонатор содержит первое зеркало с образующей в виде системы софокусных эллипсов и второе зеркало с прямолинейной образующей, проходящей через фокусы первого зеркала. На торцах зеркал установлены дополнительные зеркальные элементы, фазовый центр которых совмещен с ближайшим к нему фокусом первого зеркала. При этом поверхности зеркал и по крайней мере одного дополнительного зеркального элемента выполнены в виде тел вращения соответствующих образующих вокруг оси, ориентированной относительно образующей второго зеркала под углом Θ, удовлетворяющим условию 0°≅ Θ≅ 90° Дополнительные зеркальные элементы установлены с возможностью перемещения вдоль образующей второго зеркала и в перпендикулярном направлении. По крайней мере один из дополнительных зеркальных элементов или его часть выполнены из радиопрозрачного материала и имеет наружную поверхность с образующей в виде дуги окружности, а внешняя поверхность покрыта слоем металлизации. 3 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к СВЧ-технике миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, а именно к резонансным системам, и предназначено преимущественно для применения в генераторно-усилительных приборах СВЧ, в которых используются квазиоптические резонансные системы.

Использование метода резонансного суммирования мощностей нескольких активных элементов, помещенных в фазоидентичных областях объема резонансной системы генераторного устройства, перспективно для увеличения выходной мощности и надежности как твердотельных, так и электронновакуумных генераторов СВЧ. Однако увеличение выходной мощности подобных приборов ограничено конструктивными недостатками их резонансных систем, обеспечивающим существование добротных колебаний лишь не более чем с тремя пространственно разделенными волновыми фокусами небольшой протяженности. Другие квазиоптические структуры могут иметь и большее число волновых фокусов, однако характеризуются низкой добротностью, что затрудняет их использование в качестве многофокальных резонансных структур генераторных приборов. Кроме того, геометрия известных многофокальных структур ограничивает возможности их использования в коаксиальных приборах с цилиндрическими электронными пучками (гиротронах и др. ), способных обеспечить весьма высокие уровни мощности в миллиметровом диапазоне. Поэтому разработка и создание добротных многофокальных ОР с расширенными функциональными возможностями применения является актуальной задачей, важной для народного хозяйства.

Известно многофокальное квазиоптическое устройство, образованное системой зеркальных софокусных эллипсоидов или эллиптических цилиндров и плоскими зеркалами, расположенными в фокусах устройства. В этой структуре обеспечивается концентрирование синфазного поля СВЧ во всех волновых фокусах при распространении энергии вдоль структуры в прямом направлении от фокуса источника к фокусу приемнику. Однако использование такой структуры в количестве многофокального открытого резонатора с числом фокусов р > >3 существенно осложняется тем, что в ней не могут быть обеспечены многократные циклические обходы волновыми потоками по пространственно стабильным траекториям, проходящим через все фокусы структуры. Известно, что это требование является необходимым для формирования устойчивого добротного колебания в квазиоптических резонансных структурах, поскольку волны, соответствующие лучам, многократно обошедшим цикл, должны достаточное число раз проинтерферировать друг с другом, чтобы образовать собственные колебания.

Использование в прототипе эллиптических зеркал с поверхностями эллипсоида или эллиптического цилиндра, имеющими соответственно точечные и линейные фокусы, не позволяет реализовать в нем пространственно развитые волновые фокусы с различными характерными размерами, формой и взаимоориентацией и не способствует увеличению добротности.

Поэтому недостатками прототипа являются низкая добротность и ограничение функциональных возможностей при реализации различных фокусирующих свойств.

Анализ процесса переотражения лучей в многофокальной структуре-прототипе свидетельствует о том, что после ее прямого прохода с последовательным фокусированием в каждом фокусе периферийное эллиптическое зеркало формирует обратный поток лучей, сходящийся не в конечном ее периферийном фокусе, а во внутреннем предшествующем периферийному. Поскольку размеры всех внутренних эллиптических зеркал в направлении распространения не могут превышать фокусное расстояние 2ае эллипса (а его большая полуось, е эксцентриситет), то углы прихода в этот внутренний фокус "обратных" лучей (относительно линии, соединяющей фокусы) оказываются такими, что после отражения в этом фокусе от плоского зеркала "обратные" лучи падают на поверхность внутреннего эллиптического зеркала, которому данный внутренний фокус не принадлежит. Поэтому при последующих переотражениях "обратные" лучевые потоки ухе не сходятся в фокусах структуры-прототипа, как при прямом распространении, их распространение по направлению к периферийному фокусу источнику прибретает хаотический характер и происходит по траекториям, не содержащим точки геометрических фокусов структуры и существенно не совпадающим с траекториями прямого распространения. По этой причине в многофокальных структурах с числом геометрических фокусов р > 3 энергия "обратного" потока рассеивается во всем объеме и проникает в свободное пространство, интерференции прямых и обратных сфокусированных волновых потоков не происходит, из-за чего уменьшается добротность колебания с волновыми фокусами, соответствующими геометрическим фокусам.

Целью изобретения является повышение добротности и расширение функциональных возможностей многофокального открытого резонатора.

Поставленная цель достигается тем, что в многофокальном открытом резонаторе, содержащем первое зеркало с профилем в виде системы софокусных эллипсов и второе зеркало с прямолинейным профилем, проходящим через фокусы первого зеркала, за пределами междуфокусных областей введены дополнительные зеркальные элементы с профилями, имеющими фазовые центры, указанные дополнительные зеркальные элементы установлены так, что фазовый центр профиля каждого совмещен с ближайшим периферийным фокусом первого зеркала, при этом все зеркальные поверхности, включая дополнительные, выполнены в виде фигур вращения их соответствующих профилей вокруг оси, ориентированной относительно образующей профиля второго зеркала под углом Θ, удовлетворяющим соотношению 0^о ≅ Θ ≅ 90^о.

В многофокальном открытом резонаторе по крайней мере один из дополнительных зеркальных элементов может быть выполнен с профилем дуги окружности.

По крайней мере один из дополнительных зеркальных элементов может быть также выполнен из двух частей, одна из которых имеет профиль дуги эллипса, а другая прямолинейный профиль, совмещенный с малой осью указанного эллипса. При этом часть дополнительного зеркального элемента с прямолинейным профилем может быть установлена с возможностью перемещения по двум ортогональным направлениям, одно из которых параллельно малой оси эллипса профиля дополнительного зеркального элемента, а другое его большой оси, совпадающей с линией профиля второго зеркала.

Кроме того, с целью обеспечения квазиоптической связи с внешними трактами, в многофокальном открытом резонаторе по крайней мере один из дополнительных зеркальных элементов или его часть могут быть выполнены из радиопрозрачного материала с наружным профилем в виде дуги окружности, а его внутреняя поверхность покрыта слоем металлизации.

На фиг. 1 изображен многофокальный ОР (р 4) с Θ 0^о; ось симметрии ОО' проходит со стороны зеркала с профилем в виде системы софокусных эллипсов, дополнительные зеркальные элементы выполнены с профилями дуг окружностей равных радиусов; на фиг. 2 то же, характерная циклическая лучевая траектория; на фиг. 3 4-й фокальный ОР с Θ 0^о при расположении оси симметрии ОО' со стороны зеркала с прямолинейным профилем и дополнительными зеркальными элементами с профилем дуги эллипса и прямой; на фиг. 4 то же, характерная циклическая лучевая траектория; на фиг. 5 2-фокальный РП с Θ 90^о и осью симметрии, проходящей через центральный фокус профиля первого зеркала; на фиг. 6 2-фокальный ОР с Θ 90^о и осью симметрии, проходящей через центр эллипса профиля первого зеркала; на фиг. 7 3-фокальный ОР с внутренним коническим зеркалом (0^о < Θ < 90^о); на фиг. 8 3-фокальный ОР с квазиоптической связью.

На чертежах черными точками отмечены следы фокусных линий в плоскостях осевых сечений. На фиг. 2 и 4 сплошные линии соответствуют траекториям прямого распространения луча, штриховые траекториям обратного распространения. На фиг. 8 траектории прямого распространения обозначены штриховыми линиями внутри ОР.

Многофокальный ОР содержит первое зеркало 1 с профилем 2 в виде системы софокусных эллипсов и второе зеркало 3 с линейным профилем 4, проходящим через фокусы зеркала 1. За пределами междуфокусных областей ОР введены дополнительные зеркальные элементы (ДЗЭ) 5 с профилями 6, имеющими фазовые центры. ДЗЭ 5 установлены так, что фазовый центр каждого из них совмещен с ближайшим к ДЗЭ 5 периферийным фокусом профиля 2 зеркала 1. Все зеркальные поверхности резонатора выполнены в виде фигур вращения соответствующих им профилей 2, 4, 6 вокруг оси ОО', являющейся осью симметрии резонатора. Выбор угла Θ ориентации оси ОО' относительно линии образующей профиля 4 зеркала 3 в диапазоне 0^о ≅ Θ ≅ 90^о определяет фокусирующие свойства ОР; характерные размеры фокусных линий, количество фокальных плоскостей и их взаиморасположение в объеме системы. Некоторые конструкции многофокальных ОР с различными значениями угла Θ и случаями расположения оси ОО' относительно профилей 2, 4 зеркал 1, 3 представлены на фиг. 1, 3 и 8 (Θ 0^о), фиг. 5 и 6 (Θ 90^о) и фиг. 7 (0^о < Θ < 90^о).

В заявляемом многофокальном ОР ДЗЭ 5 могут быть выполнены с профилем 6 в виде дуги окружности, центр кривизны которой совмещен с ближайшим к ДЗЭ 5 периферийным фокусом профиля 2 зеркала 1 (фиг. 1).

Кроме того, ДЗЭ 5 могут быть выполнены из двух частей с различными профилями в виде дуги эллипса и прямой, совмещенной с малой осью этого эллипса, причем последняя перпендикулярна линии профиля 4 зеркала 3 (фиг. 3). Зеркало 7 с прямолинейным профилем при этом может быть установлено с возможностью перемещения по двум ортогональным направлениям параллельно малой оси эллипса ДЗЭ 5 (фиг. 6) либо перпендикулярно ей (фиг. 3). Это позволяет в вариантах многофокальных ОР с различными фокусирующими свойствами при необходимости осуществлять регулировку добротности (фиг. 6), либо преимущественно изменение резонансной длины волны.

Все варианты конструкций многофокальных ОР могут быть выполнены с возможностью квазиоптической связи с внешними трактами. Для этой цели по крайней мере один из ДЗЭ 5 (или его часть 7) выполняются из радиопрозрачного материала, а его внутреняя поверхность, соответствующая его профилю 6, покрывается слоем металлизации. При этом наружная поверхность ДЗЭ 5 может быть выполнена с круговым профилем. Пример реализации многофокального ОР с квазиоптической связью приведен на фиг. 8. Здесь Θ 0^о, ось симметрии ОО' совмещена с профилем 4 зеркала 3, ДЗЭ 5 выполнены из радиопрозрачного диэлектрика, внутренняя поверхность каждого металлизирована, а внешняя выполнена с профилями дуг окружностей, причем для одного из ДЗЭ 5 (левого) центр кривизны наружной поверхности совпадает с центром кривизны внутренней. Другой ДЗЭ 5 также может быть выполнен с наружным профилем в виде дуги окружности, причем радиус кривизны профиля наружной поверхности ДЗЭ 5 может быть выбран таким, что сам радиопрозрачный ДЗЭ 5 (правый на фиг. 8) образует собирающую линзу с фокусом, совмещенным с правым периферийным фокусом зеркала 1 резонатора.

Для пояснения работы заявляемого многофокального ОР воспользуется представленной на фиг. 2 схемой переотражений произвольного луча, вышедшего из фокуса-источника f₁, за время одного замкнутого цикла при распространении в конструкции ОР с ДЗЭ 5, имеющими профиль в виде дуги окружности (фиг. 1).

Выйдя из фокуса источника f₁ под некоторым начальным углом α ₁^нотносительно образующей профиля 4 зеркала 3, отраженный первым эллиптическим участком зеркала 1 луч снова попадает на поверхность зеркала 3, но уже во втором фокусе f₂. Далее, поочередно отражаясь от зеркала 3 в фокусах зеркала 1 и от различных участков зеркала 1, луч приходит в периферийный фокус (в данном случае f₄) зеркала 1. Отраженный зеркалом 3 из точки f₄ луч попадает на поверхность правого ДЗЭ 5. Поскольку поверхность последнего имеет профиль 6 дуги окружности, центр кривизны (фазовый центр) которой совмещен с фокусом f₄ зеркала 1, то отраженный поверхностью ДЗЭ 5 луч распространяется в обратном направлении снова на фокус f₄ зеркала 1. Поэтому при дальнейшем обратном распространении к фокусу-источнику f₁ его траектория пространственно совпадает с траекторией прямого распространения, т.е. содержит все фокусы зеркала 1. После отражения от зеркала 3 в точке фокуса f₁ луч падает на поверхность левого ДЗЭ 5, где аналогично правому ДЗЭ отражается обратно и снова попадает в фокус f₁. Средствами аналитической геометрии можно строго показать, что падение луча в фокус f₁ происходит под углом α ₁^к 180^о α ₁^н, т. е. относительно нормали в точке f₁ к про- филю 4 угол выхода α ₁^н и угол падения α ₁^к равны по абсолютной величине, а сама точка f₁ является точкой завершения циклического обхода системы. Во втором цикле луч повторяет первоначальную траекторию и т.д. т.е. в такой системе самовоспроизводится пространственная траектория первого цикла. Благодаря устойчивости пространственной траектории энергия волновых потоков, независимо от направления ее распространения вдоль системы, концентрируется в каждом фокусе, при этом встречные волновые потоки многократно интерферируют. Тем самым в многофокальной системе создаются условия для возбуждения добротного собственного колебания с волновыми фокусами, локализованными в окрестностях геометрических фокусов.

Благодаря выполнению зеркальных поверхностей в виде фигур вращения геометрические фокусы имеют вид кольцевых линий, лежащих на поверхности зеркала 3 в параллельных плоскостях, отстоящих на расстояниях 2ае друг от друга вдоль образующей его профиля 4. Поэтому при возбуждении такого многофокального ОР хотя бы из одного фокуса резонансное поле занимает весьма значительный объем системы, а волновые фокусы имеют кольцевую форму, причем поле в них синфазно и характеризуется высокой амплитудой. Подобный многофокальный ОР может быть использован в генераторно-усилительных приборах СВЧ с полым цилиндрическим электронным потоком увеличенного диаметра, а также в квазиоптических генераторах суммирующего типа на полупроводниковых диодах. Частотная подстройка в таком ОР (фиг. 1) может быть осуществлена небольшим перемещением одного из ДЗЭ 5 вдоль оси ОО', поскольку такое перемещение приводит к изменению длины циклической траектории.

Сущность работы многофокального ОР, выполненного с ДЗЭ с эллиптическим и прямолинейным профилем (фиг. 3, схема на фиг. 4), сходна с рассмотренной. Выйдя из фокуса-источника f₁ под начальным углом α ₁^н(фиг. 4, сплошные линии) и двигаясь в прямом направлении, луч проходит все фокусы зеркала 1 и после отражения от зеркала 3 в периферийном фокусе (здесь также р 4) попадает на один из участков поверхности правого ДЗЭ 5; например, на поверхность зеркала 7, прямолинейная образующая которого совпадает с малой осью эллиптической дуги ДЗЭ 5. По этой причине и в силу свойства симметрии эллипса относительно его малой оси луч отражается зеркалом 7 на эллиптическую часть ДЗЭ 5 по траектории, как бы исходящей из второго фокуса этой дуги (на фиг. 4 оба "внешних" фокуса ДЗЭ обозначены крестиками). Поэтому эллиптической частью ДЗЭ луч отражается в ее внутренний фокус фазовый центр ДЗЭ, совмещенный с периферийным фокусом f₄ зеркала 1. В силу этого дальнейшая обратная траектория (прерывистые линии) луча проходит те же фокусы системы, но в обратной последовательности. Аналогичным образом происходит изменение направления распространения луча и на левом ДЗЭ, причем угол α ₁^к падения луча на замыкающем один полный цикл участке траектории также связан с начальным углом цикла соотношением α ₁^к 180^о α ₁^н, т.е. начальные углы любых n-x циклов оказываются равными: α _n+1^н α _n^н, и форма траектории луча циклически самовоспроизводится. Благодаря этому энергия волновых потоков в такой системе не рассеивается при изменении направления распространения энергии, процесс приобретает устойчивость, и в системе создаются условия многократной интерференции, необходимые для формирования добротного колебания с волновыми фокусами, локализованными вокруг геометрических фокусов.

Выполнение многофокального ОР с зеркалами, образованными вращением их соответствующих профилей вокруг оси ОО', например, проходящей со стороны зеркала 3 параллельно его профилю 4, помимо повышения добротности, обеспечивает возбуждение колебаний с кольцевыми волновыми фокусами, центральные линии которых (расположенные также на расстояниях 2ае вдоль оси ОО') лежат на поверхности внутреннего кругового цилиндрического зеркала 3. При соответствующем выборе конструкции последнего такой многофокальный ОР может явиться базой для создания высокостабильных клистронных генераторов повышенной мощности как пролетного, так и отражательного типов. Частотная подстройка ОР такого типа осуществляется перемещением части ДЗЭ 5 плоского зеркала 7, в направлении образующей профиля 4 и оси ОО', так как при этом изменяется длина циклической траектории волнового потока.

При любом переобразовании "плоских" схем фиг. 2, 4 в трехмерные циклическая устойчивость лучевых траекторий должны сохраняться во всем диапазоне 0^о ≅ Θ ≅ 90,^о, т.е. вся система должна иметь симметрию вращения относительно оси ОО' для того, чтобы в ней возбуждались добротные устойчивые колебания с волновыми фокусами, локализованными в окрестностях геометрических фокусов. При этом, однако, фокусирующие свойства, определяющие функциональные возможности резонатора, зависят от выбора величины Θ и места пересечения оси ОО' с образующей профиля 4 зеркала 3.

Общими фокусирующими свойствами для всех конструкций многофокальных ОР с Θ 90^о являются кольцевая форма фокусов, расположение фокальных колец в общей фокальной, плоскости и различные диаметры фокусных колец, вплоть до нулевого. Например, в случае пересечения осью ОО' профиля 4 зеркала 3 в точке фокуса зеркала 1, (т.е. при совпадении оси ОО' с общей линией фокальных хорд двух смежных эллипсов профиля зеркала 1) многофокальный ОР с Θ 90^о характеризуется наличием центрального "точечного" фокуса на оси ОО' и системы концентрических кольцевых фокусов, причем все фокусы ОР лежат в одной плоскости. Фиг. 5 иллюстрирует конструкцию подобного бифокального ОР с ДЗЭ 5, имеющим профиль в виде дуги окружности радиуса R; при увеличении числа софокусных эллипсов профиля 2 зеркала 1 число концентрических кольцевых фокусов увеличивается, причем их диаметры возрастают на величину 4ае.

Если ось симметрии ОО' совпадает с малой осью одного из эллипсов профиля 2 зеркала 1, то реализуется многофокальный ОР без центрального точечного фокуса, в котором все фокусные линии представляют собой концентрические кольца. Диаметр наименьшего внутреннего кольца в этом случае равен 2ае (как и в сжатом эллипсоиде вращения), у остальных колец он последовательно увеличивается на величину 4ае. Подобные системы иллюстрируются конструкцией бифокального ОР на фиг. 6 с двумя кольцевыми фокусами, диаметры которых 2ае (внутренний) и 6ае (внешний).

Возможно также выполнение многофокальных ОР с Θ 90^о при пересечении осью симметрии ОО' образующей профиля 4 зеркала 3 за пределами резонатора. В этом случае система также является устойчивой (и обладающей весьма высокой добротностью), а диаметры ее кольцевых фокусов будут определяться расстоянием соответствующего фокуса профиля 2 зеркала 1 до оси вращения ОО'.

При промежуточной ориентации 0^о < < Θ < 90^о оси ОО' вращения (фиг. 7) реализуется многофокальный ОР с кольцевыми фокусами различных диаметров, расположенными в параллельных плоскостях на расстояниях d 2ae˙cos Θ вдоль оси ОО'. ДЗЭ 5 подобных систем также могут иметь круговой или эллиптический профиль 6; в последнем случае части поверхности ДЗЭ являются поверхностями усеченных конусов, как и внутреннее (или внешнее в зависимости от расположения оси ОО' относительно зеркал 1, 3) зеркало 3.

В конструкциях многофокальных ОР возможна регулировка добротности без изменения резонансной частоты колебания. Это осуществляется перемещением части ДЗЭ 5 зеркала 7 с прямолинейным профилем, в направлении малой оси эллипса зеркала 1. На фиг. 6 в конструкции ОР зеркало 7 выполнено в виде кругового цилиндра, охватывающего эллиптическую часть ДЗЭ 5 и установленного с возможностью перемещения относительно последней в направлении малой оси эллиптической дуги ДЗЭ 5 (параллельной оси 00' и малой оси эллипса зеркала 1). В такой системе выбором глубины h зеркала 7 относительно вершины эллиптической дуги ДЗЭ 5 регулируется величина углового диапазона лучей ДН фокуса источника; "захватываемых" фокусирующими элементами резонатора. На фиг. 6 это схематически изображено двумя группами стрелок от устройства связи: две центральные стрелки соответствуют волновым потокам, которые захватываются ДЗЭ и зеркалом 1; в результате многократных циклических обходов эти волновые потоки и формируют устойчивое колебание с несколькими волновыми фокусами. Вторую группу волновых потоков характеризуют боковые стрелки, направленные влево и вправо от фокуса-источника. При уменьшении глубины часть волновых потоков, не встречая зеркало 7, уходит непосредственно в свободное пространство, т.е. в процессе фокусировки не участвует, что снижает интенсивность поля в фокусах и, следовательно, добротность колебания. Поскольку перемещение зеркала 7 происходит без отклонения его образующей от малой оси эллиптической дуги, то для отраженных им в объем резонатора и фокусирующихся волновых потоков длина циклической траектории не изменяется, т.е. имеет место изменение добротности без изменения резонансной длины волны и расфокусировки ОР. Другая часть волновых потоков (стрелки вправо) после небольшого числа переотражений во внефокусных областях также уходит в свободное пространство.

В конструкциях с Θ 0^о типа фиг. 3 регулировка добротности может быть осуществлена при выполнении зеркала 7 в виде ирисовой диафрагмы.

Квазиоптическая связь многофокальных ОР с внешними трактами обеспечивается при выполнении по крайней мере одного ДЗЭ из радиопрозрачного материала со слоем металлизации на внутренней поверхности и наружным профилем в виде дуги окружности. Один из возможных вариантов многофокального ОР с квазиоптической связью представлен на фиг. 8; он иллюстрирует также возможность реализации многофокального резонатора с "точечными" фокусами, поскольку его ось симметрии ОО' совпадает с линией профиля 4 зеркала 3 и Θ 0^о, в результате чего внутреннее зеркало 3 имеет нулевой диаметр, а кольцевые фокусы стягиваются в точки.

В системе фиг. 8 правый ДЗЭ выполнен из двух частей: металлического зеркала с профилем в виде дуги эллипса и плоского зеркала 7, выполненного из радиопрозрачного диэлектрика. Плоское зеркало представляет собой слой 9 металлизации на внутренней (относительно объема ОР) плоской поверхности ДЗЭ. Наружная поверхность последнего выполнена с круговым профилем 8. В сечении форма ДЗЭ представляет собой плоско-выпуклую линзу, фокус которой совмещен с фазовым центром ДЗЭ и, следовательно, с периферийным фокусом зеркала 1. При падении волновых потоков на линзу ДЗЭ, параллельных оси симметрии ОО', прошедшая сквозь ДЗЭ часть их энергии (штриховые линии) фокусируется в ближайшем фокусе зеркала 1 как в фокусе линзы и проходит весь ОР, фокусируясь в каждом его фокусе. При падении волновых потоков на металлизированную поверхность 9 левого ДЗЭ 5, также выполненного из радиопрозрачного диэлектрика, часть излучения проходит сквозь него (например, в виде пучка со сферическим фазовым фронтом, если наружная поверхность 8 левого ДЗЭ выполнена сферической с центром кривизны в левом периферийном фокусе зеркала 1), а другая часть отражается в объем резонатора. Если внутренняя металлизированная поверхность 9 левого ДЗЭ также выполнена сферической с центром кривизны (фазовым центром), совмещенным с левым периферийным фокусом зеркала 1, то траектории обратных потоков (на фиг. 8 опущены) пространственно совпадают с траекториями прямого распространения.

В результате многократных переотражений части энергии волновых потоков, остающейся в объеме ОР, в нем формируется добротное колебание с несколькими волновыми фокусами, расположенными вдоль оси ОО' резонатора на расстояниях 2ае друг от друга. Подобные конструкции (фиг. 8) могут оказаться перспективными при диагностике плазмы и при использовании их в гиротронах; в последнем случае для ввода пучка электронов в ДЗЭ 5 могут быть предусмотрены осевые отверстия 10.

Формула изобретения

1. Многофокальный открытый резонатор, содержащий первое зеркало с образующей в виде системы софокусных элементов и второе зеркало с прямолинейной образующей, проходящей через фокусы первого зеркала, отличающийся тем, что, с целью повышения добротности и расширения функциональных возможностей, на торцах зеркал установлены дополнительные зеркальные элементы, фазовый центр которых совмещен с ближайшим к нему фокусом первого зеркала, при этом поверхности первого и второго зеркал и дополнительных зеркальных элементов выполнены в виде тел вращения соответствующих образующих вокруг оси, ориентированной относительно образующей второго зеркала под углом Θ, удовлетворяющим условию 0°≅ Θ ≅ 90°. 2. Резонатор по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность по крайней мере одного из дополнительных зеркальных элементов выполнена с образующей в виде дуги окружности, центр кривизны которой совмещен с ближайшим к ней фокусом первого зеркала.

3. Резонатор по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность по крайней мере одного из дополнительных зеркальных элементов имеет образующие в виде дуги эллипса и прямой, совмещенной с малой осью дуги эллипса, перпендикулярной к образующей второго зеркала, и этот дополнительный зеркальный элемент установлен с возможностью перемещения вдоль образующей второго зеркала и в перпендикулярном направлении.

4. Резонатор по пп.1 3, отличающийся тем, что, с целью обеспечения квазиоптической связи, по крайней мере один из дополнительных зеркальных элементов или его часть выполнены из радиопрозрачного материала и имеет наружную поверхность с образующей в виде дуги окружности, а его внутренняя поверхность покрыта слоем металлизации.