Abstract
電子迴旋自共振脈射( electron cyclotron auto-resonance maser ) 利用電子迴旋脈射不穩定性( cyclotron maser instability ) 來產生數毫米到次毫米( submillimeter ) 波長的高功率電磁波，一直都被認為很據有潛力，但是實驗出來的效率( efficiency )都比理論預測的結果低很多。一維非線性理論因著簡單而且易於抓住電子和電磁波作用的機制，被用來研究電子迴旋自共振脈射已經有一段時間了，但其中做了幾個不適當的省略，以致得到不正確的結果。經過和線性理論色散關係式所得的結果比對，發現原先的一維非線性必須在電磁波的相速度很接近 1的時候才符合，即使事項速度取 1.05 還是不夠。經過修正之後，一維非線性理論所得到的線性增益( gain )和色散關係式所得的結果非常吻合。進一不的比較發現，原先的理論高估了電子迴旋自共振脈射的效率。經由修正的理論更進一不的了解電子群聚的機制，知道電子群聚愈深，群聚的效應愈難形成，所以效率不會因著群聚的位置愈深而不斷拉高，而是有一個極大值，然後就急遽下降。也因此，飽和長度( saturation length ) 會隨著電子群聚深度的加深而拉長。修正後的一維非線性理論預測的效率比原來的理論低很多，但是在加上正弦外加磁場之後，可以把效率提高至0.6 ，因為正弦外加磁場可以把電子位置往深處拉，直到某一深度，電子已經很難形成群聚時，效率就驟減，和均勻外加磁場的情況一樣。