Кинетическая неустойчивость электронного пучка, движущегося над анизотропно проводящей границей метаматериала

Abstract

Теоретически исследована кинетическая неустойчивость электронного пучка, движущегося в вакууме над границей диэлектрика, на которой расположен периодический одномерный массив идеально проводящих проволок. Расстояние между проволоками и их диаметр много меньше длины поверхностной волны. Показано, что в результате неустойчивости возбуждаются косые поверхностные электромагнитные волны. Получено выражение для инкремента (декремента) неустойчивости. Установлено, что наибольший инкремент неустойчивости соответствует косым поверхностным волнам, распространяющимся под некоторым определенным углом к проволокам.

Теоретично досліджена кінетична нестійкість електронного пучка, що рухається у вакуумі над межею діелектрика, на якій розташовано періодичний одновимірний масив ідеально провідних дротів. Відстань між дротами та їх діаметр значно менше довжини поверхневої хвилі. Показано, що наслідком нестійкості є збудження косих поверхневих електромагнітних хвиль. Отримано вираз для інкремента (декремента) нестійкості. Встановлено, що найбільший інкремент нестійкості відповідає косим поверхневим хвилям, які розповсюджуються під певним кутом до дротів.

In this paper we present the theoretical analysis of the kinetic instability of an electron beam propagating in a vacuum above the flat dielectric surface in the case where the surface contains a onedimensional array of perfectly conducting parallel thin wires. It was assumed that both the lattice constant of the array and the diameter of the wires are far less than the length of the surface waves. It has been shown that the oblique surface electromagnetic waves are excited due to the instability. The expression for the instability increment (decrement) has been derived. It has been demonstrated that the maximum instability increment corresponds to the oblique surface waves propagating at a certain angle with respect to the wires.