Сборник посвящен гиротронам - генераторам мощного когерентного электромагнитного излучения коротковолновой части СВЧ-диапазона. Основной областью применения гиротронов в настоящее время является СВЧ-нагрев квазистационарной плазмы с целью получения реакции управляемого термоядерного синтеза. Интересы данной области физики связаны с увеличением мощности, длительности импульсов и частоты излучения гиротронов. Сборник составлен из статей, отражающих результаты работ в этих направлениях и их перспективы. Сборник предназначен для широкого круга специалистов, интересующихся вопросами генерирования и применения в физических и прикладных исследованиях мощного электромагнитного излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Книга посвящена физическим основам работы различных электронных приборов. После краткого исторического введения изложены основные сведения из атомной и молекулярной физики, теории кристаллов, полупроводников и диэлектриков. В весьма популярной форме, но достаточно строго трактуется физический смысл ряда сложных явлений и понятий современной физики (уравнение Шредингера, переходы между уровнями и т. д.). К числу рассмотренных электронных приборов относятся вакуумные лампы от триодов до СВЧ-устройств, газоразрядные приборы и полупроводниковые элементы. Отражены новые направления использования плазмы газового разряда—термоядерный синтез, магнитогидродинамические генераторы и электрические ракетные двигатели. В последней главе книги с позиций квантовой электроники описаны лазеры и мазеры. Книга может быть использована в качестве дополнительного пособия студентами физических и физико-технических факультетов университетов и втузов, она также представляет интерес для широкого круга читателей — инженеров и неспециалистов, которые хотят познакомиться с современным состоянием физики и практическими применениями, основанными на ее достижениях.

В монографии рассмотрены вопросы ускорительной техники и физики сильноточных электронных пучков применительно к проблеме получения сверхмощного когерентного электромагнитного излучения. Описаны принципы построения релятивистских СВЧ-генераторов. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований многоволновых генераторов с уровнем мощности >10 ГВт.

Рассмотрены итоги развития фотоэлектроники к концу первого десятилетия нашего века. Приведены типы и параметры промышленных фотоприемников на основные спектральные диапазоны от ультрафиолетового до длинноволнового инфракрасного. Выявлены главные направления дальнейших исследований и разработок. Это фокально-плоскостные матрицы: с лавинным умножением, в том числе со счетом фотонов в линейном и Гейгер-режимах в каждом пикселе; с формированием 3D изображения, в том числе с фиксацией момента прихода и интенсивности оптического импульса; двухдиапазонные, в том числе чувствительные одновременно к тепловому излучению (3—5 мкм либо 8—10 мкм) и к лазеру (1,3—1,55 мкм). Это инфракрасные фокальные матрицы на основе квантоворазмерных структур. Это лавинные фотодиоды с уменьшенными током, шумами, с повышенным быстродействием для волоконно-оптических линий и других лазерных оптико-электронных систем. Для специалистов — инженеров и научных работников, специализирующихся в области разработки и применения изделий фотоэлектроники и оптико-электронных систем, а также для преподавателей, студентов и аспирантов соответствующих специальностей вузов.