Тлеющий разряд в смесях инертный газ - хлор - активная среда источников мощного ультрафиолетового излучения

• Автор: Головицкий, Александр Петрович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 317 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОКСОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ*:

§ 1.1. Первичные эксперименты

§ 1.2. Экспериментальная установка

§ 1.3; Вольтамперные и энергетические характеристики разряда ...;.

§ 1.4. Экспериментальные исследования, проведенные другими

авторами

§ 1.5. Продольное электрическое поле в положительном столбе

разряда .......................... '...:

§ 1.6. Радиальные распределения интенсивности излучения. .
разряда ...................................... ...49'
§1.6.1. Теоретические предпосылки ж эксперименту
§ 1.6.2. Техника эксперимента ...V
§1.6.3. Результаты измерений радиальных распределений
интенсивности Дзлучения разряда
§ 1.7. Безэлектродный высокочастотный разряд в смесях инертных
газов с хлором
§ 1.8. Заключение к главе Т
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ; ПЛАЗМЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ В
СМЕСЯХ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ С ХЛОРОМ
§.' 2.1. Определение степени диссоциации молекул хлора:
§ 2.Г.1. Расчет коэффициента поглощения УФ излучения;
молекулярным хлором
§ 2.1.2. Эксперименты по определению степени диссоциации
молекул С
§ 2.2. Определение концентрации и температуры электронов
§ 2.2.1. Метод измерения концентрации штемлературы
электронов
§ 2.2.2. Априорные оценки концентрации и температуры
электронов
§ 2.2.3. Результаты измерений концентрации и температуры
электронов..................................... ...„. .
§ 2.3. Экспериментальные измерения температуры газа
§ 2.3.1. Метод измерения температуры газа
§ 2.3.2. Результаты экспериментов по измерению
температуры газа
§ 2.4. Заключение к главе
Глава 3. АНАЛИЗ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В РАЗРЯДАХ В СМЕСИ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ С ХЛОРОМ И
ПОДГОТОВКА К ИХ МОДЕЛИРОВАНИЮ
§3.1. Термическая диссоциация;
§ 3.2. Диссоциация молекулы С12 электронным ударом
§ 3.3. Плазмохимические и фотопроцессы распада молекул хлора
§ 3.4. Температурная зависимость прилипания электронов к
молекулам хлора
§ 3.5. Атомная рекомбинация в объеме плазмы и на стенках
разрядного прибора
§ 3.6. Ион-ионная рекомбинация и перезарядка. Оценка ионного
состава
§ 3.7. Коэффициент потерь энергии электрона пр№столкновениях
в ксеноне, хлоре и их смеси
§ 3.8. Оценка колебательной температуры и степени диссоциации
для разрядов в смесях хлора с инертным газом
§ 3.9. Обзор моделей положительного столба тлеющего разряда
в электроотрицательных газах
§ 3.10. Заключение к главе
Глава 4. АНАЛИТИКО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ
§ 4.1. Предварительное моделирование — эволюционная
модель
§ 4.2. Влияние нелокальности ФРЭЭ
§ 4.3. Уравнения стационарной модели
§ 4.4. Первый вариант модели: максвелловская ФРЭЭ
§ 4.5. Второй вариант модели
§ 4.6. Третий вариант модели
§ 4.7. Заключение к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Список литературы
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
а.е.м. — атомная единица массы (1,66-1(Г27 кг).
АР — атомная рекомбинация.
ВАХ — вольт-амперная характеристика.
ВУФ — вакуумно-ультрафиолетовый(ое).
ВЧ — высокая частота, высокочастотный.
ГИГ — галогениды инертных газов.
ГУ — граничное условие.
ДП — диссоциативное прилипание.
ИГ — инертный газ.
ИИР — ион-ионная рекомбинация.
ИКП — интеркомбинационный переход.
КПД — коэффициент полезного действия, м/с — микросхема.
ОАР — объемная атомная рекомбинация.
ОИП — образование ионных пар.
ОЗП — оптически запрещенный переход.
ОРП -— оптически разрешенный переход.
ПС — положительный столб.
САР — стеночная атомная рекомбинация.
СВЧ — сверхвысокая частота, сверхвысокочастотный.
СЧ — собственное число.
ТРНД — тлеющий разряд низкого давления.
УФ —- ультрафиолетовый(ое).
ФРЭЭ — функция распределения электронов по энергиям. ФЭУ — фотоэлектронный умножитель.
ЭО — электроотрицательный.
ЭП — электроположительный.
•— Зульцера — Виланда (метод).

§ 1.3. Вольтамперные и энергетические характера
35, 38]
Ики разряда [34,
Ретики (ВАХ) раз-его выхода от повременно регист-
стадий тлеющего разряда в смеси инертных газов
медленно поднимать напряжение на электродах, то
В экспериментах снимались вольтамперные характера-
ряда, зависимости выходной мощности УФ излучения и:
состава и давления смеси, а также от разрядного тока
рировались спектры излучения.
На спектрах в УФ диапазоне (рис. 1.3.1) отчетливо b:es—
'Чны переходы DX и В-Х эксимерных молекул ХеС1* и KrCl*, а также Гмен:&=^.
четко) — перехода D’-A’ СЬ. Форма спектров слабо зависела от условидд—„
~ Разряда; наблюдалось лишь незначительное сужение пиков при увеличе^ггт==гт _
=^3*1 давления. Вклад перехода В-Х в интегральное излучение разряда составхгг=^гг
1 ~ / и% для KrCl* и ~ 85% для ХеС1*, а вклад перехода D-X — соответстве=з^э—г^-л ~ ^ ,
nio ~ т>0 и 15%.
В этих экспериментах было впервые обнаружено щеспгвоваь д
галогенами. Если
после пробоя наблюдается слаботочная стадия. Она характеризуется __
слабым видимым
свечением разряда, большой его поперечной однороднх<х;> стью (свсчение
ряда у краев и в центре практически одинаково, разряд;
легал» к стенке трубки), высоким напряжением на разр>
симости от доли хлора и общего давления смеси) и
свыше 3-4 мА. Выход УФ излучения также невелик
Вт/см3), зато кпд его выхода мог достигать 34%9.
При повышении тока разряда он скачком переход Во вторую
ноточную стадию. Напряжение на разряде падало np^j^
АСРно в 1,5-2 раза,
ток возрастал почти на порядок, кпд падал в 2 - 3 раз£
-зато в несколько раз
возрастала интенсивность и УФ, и видимого излучед
• да сильноточной
стадии разряд также носил диффузный характер дхгз^г
всех исследованных смесей и давлений, но центральные области разряда «сдлаетились
ночных.
'&сак бы «плотно при-(4 — 10 кВ в зави-■1м его током — не *те более 2,8 Вт (0,
силь-
9 Значения кпд рассчитывались как отношение мощности УФ
рис. 1.3.1 диапазонах спектра) к полной мощности, вкладывае;гч<з:С)й 'В П0казанных на
товый кпд составляет 49% для молекулы ХеС1* и 56% для КхС1=^ В РазРяД- Кстати, кван-