A new result from a 110GHz gyrotron at MIT is reported with an output power of 1.67MW and an efficiency of 42% when operated at 97kV and 41A for 3μs pulses in the TE22,6 mode. These results are a major improvement over results obtained with an earlier cavity design, which produced 1.43MW of power at 37% efficiency. These new results were obtained using a cavity with a reduced output taper angle and a lower ohmic loss when compared with the earlier cavity. The improved operation is shown experimentally to be the result of reduced mode competition from the nearby TE19,7 mode. The reduced mode competition agrees well with an analysis of the startup scenario based on starting current simulations. The present results should prove useful in planning long pulse and CW versions of the 110GHz gyrotron.

1.
J. P.
Anderson
,
M. A.
Shapiro
,
R. J.
Temkin
,
I.
Mastovsky
, and
S. R.
Cauffman
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
32
,
877
(
2004
).
2.
K.
Felch
(private communication).
3.
K.
Felch
,
M.
Blank
,
P.
Borchard
,
P.
Cahalan
,
S.
Cauffman
,
K.
Felch
, and
H.
Jory
, in
Proceedings of the 3rd IEEE International Vacuum Electronics Conference
(
IEEE
,
Piscataway, NJ
,
2002
), p.
332
.
4.
G.
Dammertz
,
S.
Alberti
,
A.
Arnold
,
D.
Bariou
,
E.
Borie
,
P.
Brand
,
H.
Braune
,
V.
Erckmann
,
G.
Gantenbein
,
E.
Giguet
,
R.
Heidinger
,
J. P.
Hogge
,
S.
Illy
,
J.
Jin
,
W.
Kasparek
,
K.
Koppenburg
,
H. P.
Laqua
,
F.
Legrand
,
W.
Leonhardt
,
C.
Lievin
,
R.
Magne
,
G.
Michel
,
G.
Muller
,
G.
Neffe
,
B.
Piosczyk
,
T.
Rzesnicki
,
M.
Schmid
,
M.
Thumm
,
M. Q.
Tran
, and
X.
Yang
,
IEEE Trans. Electron Devices
52
,
808
(
2005
).
5.
G. G.
Denisov
,
A. G.
Litvak
,
V. E.
Myasnikov
, and
E. M.
Tai
,
Proceedings of the Sixth International Vacuum Electronics Conference
(
Noordwijk
,
The Netherlands
,
2005
), WPP-246, p.
497
.
6.
K.
Sakamoto
,
A.
Kasugai
,
R.
Minami
,
K.
Takahashi
,
N.
Kobayashi
, and
T.
Imai
,
Conference Digest of the 2004 Joint 29th International Conference on Infrared and Millimeter Waves and 12th International Conference on Terahertz Electronics
(
2004
), p.
109
.
7.
A.
Kasugai
,
K.
Sakamoto
,
R.
Minami
,
K.
Takahashi
, and
T.
Imai
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
528
,
110
(
2004
).
8.
B.
Piosczyk
,
A.
Arnold
,
G.
Dammertz
,
R.
Heidinger
,
S.
Illy
,
J.
Jin
,
K.
Koppenburg
,
W.
Leonhardt
,
G.
Neffe
,
T.
Rzesnicki
,
M.
Schmid
,
M.
Thumm
,
X.
Yang
,
S.
Alberti
,
R.
Chavan
,
D.
Fasel
,
T.
Goodman
,
M.
Henderson
,
J. P.
Hogge
,
M. Q.
Tran
,
I.
Yovchev
,
V.
Erckmann
,
H. P.
Laqua
,
G.
Michel
,
G.
Gantenbein
,
W.
Kasparek
,
G.
Müller
,
K.
Schwörer
,
D.
Bariou
,
A.
Beunas
,
E.
Giguet
,
G.
LeCloarec
,
F.
Legrand
,
C.
Liévin
, and
O.
Dumbrajs
,
ITER IAEA Fusion Energy Conference
,
Vilamoura, Portugal
(
2004
).
9.
T.
Imai
,
N.
Kobayashi
,
R.
Temkin
,
M.
Thumm
,
M. Q.
Tran
, and
V.
Alikaev
,
Fusion Eng. Des.
55
,
281
(
2001
).
10.
R. W.
Callis
,
W. P.
Cary
,
S.
Chu
,
J. L.
Doane
,
R. A.
Ellis
,
K.
Felch
,
Y. A.
Gorelov
,
H. J.
Grunloh
,
J.
Hosea
,
K.
Kajiwara
,
J.
Lohr
,
T. C.
Luce
,
J. J.
Peavy
,
R. I.
Pinsker
,
D.
Ponce
,
R.
Prater
,
M.
Shapiro
,
R. J.
Temkin
, and
J. F.
Tooker
,
Nucl. Fusion
43
,
1501
(
2003
).
11.
K.
Sakamoto
,
M.
Tsuneoka
,
A.
Kasugai
,
T.
Imai
,
T.
Kariya
,
K.
Hayashi
, and
Y.
Mitsunaka
,
Phys. Rev. Lett.
73
,
3532
(
1994
).
12.
K.
Felch
,
M.
Blank
,
P.
Borchard
,
T. S.
Chu
,
J.
Feinstein
,
H. R.
Jory
,
J. A.
Lorbeck
,
C. M.
Loring
,
Y. M.
Mizuhara
,
J. M.
Neilson
,
R.
Schumacher
, and
R. J.
Temkin
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
24
,
558
(
1996
).
13.
G. S.
Nusinovich
,
Introduction to the Physics of Gyrotrons
(
The Johns Hopkins University Press
, Baltimore,
2004
), pp.
87
89
.
14.
M.
Botton
,
T. M.
Antonsen
, Jr.
,
B.
Levush
,
A.
Vlasov
, and
K.
Nguyen
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
26
,
882
(
1998
).
15.
W. C.
Guss
,
T. L.
Grimm
,
K. E.
Kreischer
,
J. T.
Polevoy
, and
R. J.
Temkin
,
J. Appl. Phys.
69
,
3789
(
1991
).
16.
K. E.
Kreischer
,
J. B.
Schutkeker
,
B. G.
Danly
,
W. J.
Mulligan
, and
R. J.
Temkin
,
Int. J. Electron.
57
,
835
(
1984
).
17.
D. R.
Whaley
,
M. Q.
Tran
,
S.
Alberti
,
T. M.
Tran
,
T. M.
Antonsen
, and
C.
Tran
,
Phys. Rev. Lett.
75
,
1304
(
1995
).
18.
G. S.
Nusinovich
,
O. V.
Sinitsyn
,
L.
Velikovich
,
M.
Yeddulla
,
T. M.
Antonsen
,
A. N.
Vlasov
,
S. R.
Cauffman
, and
K.
Felch
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
32
,
841
(
2004
).
19.
M.
Yeddulla
,
G. S.
Nusinovich
, and
T. M.
Antonsen
,
Phys. Plasmas
10
,
4513
(
2003
).
20.
W. B.
Hermannsfeldt
, SLAC-226, November (
1979
).
You do not currently have access to this content.