進行波型一方向性増幅器の一般的解析と固体テラヘルツ素子の可能性

摘要

電子ビームと光の相互作用を用いる一方向性増幅器について、進行波管から光領域の増幅器まで広い範囲を包括し、さらに散乱やエネルギー広がりを含めた、一般的な理論を示した。 この理論を用いて、真空中の電子ビームによる光領域の一方向性増幅について、散乱やエネルギー広がりによる利得の低下を具体的に解析した。さらに、この理論を固体中の電子ビームに適用することにより、テラヘルツ帯の利得係数を解析し、二次元電子ガスと低速波回路を用いた増幅素子の構成を議論した。 ホットキヤリアの散乱特性が十分明らかではないが、これに対してやや厳しい見積もりを行っても、二次元電子ガスを用いて100K程度の低温において進行波型のテラヘルツ増幅は可能と見積もられた。