Excitation of wake fields by a relativistic electron bunch in a polar semiconductor waveguide

Abstract

The process of wake fields excitation by a relativistic electron bunch in polar semiconductors is studied. Cylindrical semiconductor waveguide, in which relativistic electron bunch moves along axis, is considered. It is shown that the excited wake field in the terahertz and infrared frequency ranges consists of the field of longitudinal HF and LF hybrid plasmon-phonon oscillations and the field of the HF and LF transverse polaritons, which are a set of eigen electromagnetic waves of the polar semiconductor waveguide. The spatio-temporal structure of the total excited wake field is obtained, the intensity of the excited wake waves is determined.

Досліджено процес збудження кільватерних полів релятивістським електронним згустком у полярних напiвпровідниках. Розглянуто циліндричний напiвпровiдниковий хвилевод, вздовж вісі якого рухається релятивістський електронний згусток. Показано, що збуджене кільватерне поле в терагерцовому та інфрачервоному дiапазонах частот містить у собі поле повздовжніх ВЧ- i НЧ-гiбридних плазмон-фононних коливань, а також поле ВЧ- та НЧ-поперечних полярiтонiв, яке є набором власних електромагнітних хвиль напiвпровiдникового хвилеводу. Отримана просторово-часова структура результуючого кільватерного поля, визначена iнтенсивнiсть збуджених кільватерних хвиль.

Исследован процесс возбуждения кильватерных полей релятивистским электронным сгустком в полярных полупроводниках. Рассмотрен цилиндрический полупроводниковый волновод, по оси которого движется релятивистский электронный сгусток. Показано, что возбуждаемое кильватерное поле в терагерцовом и инфракрасном диапазонах частот состоит из поля продольных ВЧ- и НЧ-гибридных плазмон-фононных колебаний, а также поля ВЧ- и НЧ-поперечных поляритонов, которые представляют собой набор собственных электромагнитных волн полупроводникового волновода. Получена пространственно-временная структура результирующего кильватерного поля, определена интенсивность возбуждаемых кильватерных волн.