Abstract
在1950年代末期發現利用電子在磁場中旋轉及一種稱之為電子磁旋脈射（ electroncyclotron maser） 之相對論效應，可以產生強力電磁波。近20年來，由此所衍生出來的各種波長在毫米及次毫米波段之高功率同調（coherent）電磁波源裝置研究如g-yrotron （磁旋管），cyclotron autoresonance maser(CARM) 正在迅速成長當中。磁旋管及CARM放大裝置，絕大部份其理論計算和實驗的基本概念是選取（或產生）一旋轉電子流，引導其進入導波管（waveguide）， 同時注入電磁波，電磁波和電子流會合後，其功率經由電子磁旋脈射機制而大幅放大。這外加電磁波不單只有導波管中傳播的電磁波可以提供，實際上background plasma 中之右旋波也可以（它也是一個沿外加磁場方向傳播的電磁波，其ω對kz之函數關係圖跟waveguide 的很相似）。本論文研究的主題係利用電子束在均勻磁化背景電將中發生電子磁旋脈射之相對論效應而將電子在磁場中旋轉的能量轉換為電磁輻射的能量（即放大背景電漿右旋極化波之強度）。主要討論有兩個部份：（一）首先線性分析電子流與右旋波相互作用之不穩定性。接著探討此系統在具有放大電磁波能力之臨界條件下，電子流強度、電磁輻射頻率及波數和各參數（如磁場強度，入射電子之能量及其平行磁場方向之速率）間之關係。（二）我們計算放大波功率之線性增益及其頻寬以評估系統在放大操作下之性能。同時我們也計論當入射電子流具有能量分佈或平行速率分佈時，對系統增益及頻寬的影響。最後我們探討入射電子流其軸向速率分佈或能量分佈對系統發生絕對不穩定效應之始條件的影響。