Интенсивное спонтанное излучение ВУФ и УФ диапазонов в наносекундных и микросекундных сильноточных разрядах при высоких давлениях

• Автор: Рыбка, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 Глава. Об источниках спонтанного излучения, возбуждаемых

сильноточным импульсным разрядом

1.1 Газовые разряды, как источники оптического излучения

1.2 Импульсные лампы

1.3 Основы расчета импульсных ламп

1.4 Мощные импульсные лампы при форсированных режимах

1.5 Источники оптического излучения на основе наносекундного разряда при больших перенапряжениях
2 Глава. Методики эксперимента и экспериментальные установки
2.1 Импульсные источники питания
2.1.1 Генератор с индуктивным накопителем энергии и с полупроводниковым прерывателем тока
2.1.2 Генератор РАДАН
2.2 Объекты исследований
2.3 Аппаратура и методики, применяемые для измерений и расчетов
2.3.1 Определение токов разряда и пучка электронов, а также напряжения на газоразрядном промежутке
2.3.2 Определение спектральных, временных и энергетических характеристик излучения
2.3.3 Расчет мощности и энергии излучения в случае широкополосного спектра излучения
2.4 Обработка результатов измерений
3 Глава. Искровые источники УФ излучения с большой плотностью
мощности на основе сильноточного разряда в ксеноне
3.1 Режим свободного расширения разряда
3.1.1 Зависимость излучательных характеристик от
межэлектродного зазора

3.1.2 Зависимость излучательных характеристик от давления
3.1.3 Типичные характеристики искрового разряда в ксеноне
3.1.4. Зависимость излучательных характеристик лампы от режима ввода и величины энергии возбуждения
3.1.5. Зависимость излучательных характеристик лампы от режима работы генератора
3.2 Режим разряда, ограниченного стенками колбы лампы
3.3 Оценки
3.3.1. Температура и зарядовый состав
3.3.2. О спектре излучения
3.4 Искровой режим при наносекундном возбуждении
3.5 Выводы
4 Глава. Источники мощного ВУФ излучения на основе диффузного
разряда в инертных газах, формируемого в неоднородном
электрическом поле
4.1 О возможности формирования диффузных разрядов при
высоких давлениях
4.1.1 Внешний вид разряда и характеристики электронного пучка в зависимости от давления в газонаполненном диоде
4.1.2 Параметры плазмы диффузных разрядов
4.1.3 Об энергетических характеристиках диффузных разрядов
4.1.4 О формировании диффузных разрядов и убегающих электронов субнаносекундной длительности в газовых диодах
4.1.5 О перспективности создания источников излучения на основе наносекундного разряда при больших перенапряжениях

4.2 Характеристики излучения наносекундных разрядов с высокой напряженностью электрического поля на катоде в инертных газах при больших перенапряжениях
4.2.1 Параметры излучения при повышенных давлениях
(до 1 атм) в газоразрядной камере
4.2.2 О возможности применения диффузных разрядов для создания электроразрядных лазеров ВУФ диапазона
4.2.3 Параметры излучения при высоких давлениях (свыше 1 атм) в газоразрядной камере
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА

приложений, касающихся области взаимодействия излучения с веществом, требуются плотности мощности излучения на уровне 100 кВт/см2 и выше в коротковолновом УФ диапазоне, что не было реализовано до начала наших исследований.
1.5 Источники оптического излучения на основе наносекундного разряда при больших перенапряжениях
Историю разрядов в неоднородном электрическом поле при больших перенапряжениях и убегающих электронов, генерируемых в газовых диодах, видимо, нужно начать с работы [40], где Вильсон впервые высказал идею о возможности эффекта убегания бета-частиц в сильных электрических полях. В 1966 году был поставлен эксперимент [41], где авторы впервые наблюдали рентгеновское излучение в искровом разряде. В работе [42] Станкевичем Ю. Л. и Калининым В. Г. рассматривался вопрос об энергии электронов в лавинах в начальной стадии разряда:
При напряжениях, близких к статическим пробивным, кинетическая энергия электронов в одиночных лавинах не превышает нескольких электрон-вольт. Однако при перерастании лавины в стример поле в окрестностях лавины должно усиливаться в несколько раз. При этом электрон на каждом пробеге сможет приобретать больше энергии, чем необходимо для компенсации потерь на упругие соударения, возбуждение и ионизацию. В таких условиях электрон должен непрерывно ускоряться и в некоторых случаях приобретать энергию, сравнимую по порядку величины с приложенным напряжением. Авторы работы считали, что аналогичное явление должно наблюдаться и для электронов одиночных лавин при больших импульсных перенапряжениях. При этом время существования быстрых электронов ограничено временем прорастания стримера.
Авторами проведен ряд экспериментов, доказывающих существование быстрых электронов в начальной стадии импульсного искрового разряда в воздухе при атмосферном давлении (Рис. 1.5.1). Регистрация электронов