Резонансное лазерное управление характеристиками газа и низкотемпературной плазмы

• Автор: Шапарев, Николай Якимович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 339 c. : ил

ВВЩЕНИЕ
ГЛАВА I. УПРАВЛЕНИЕ ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИМ ГАЗА В РЕЗОНАНСНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА РАДИАЦИОННОГО ДАВЛЕНИЯ
§ I. Поступательная неравновесность разреженного
газа в бегущей волне
1.1. Уравнения для матрицы плотности в представлении Вигнера и функции распределения атомов по скоростям
1.2. Скоростная монохроматизация атомов
1.3. Движение ионов в скрещенных оптическом и магнитном поле
§ 2. Поступательное движение газа в поле встречных волн
2.1. Уравнения движения газа
2.2. Динамика функции распределения атомов по скоростям в поле стоячей волны (охлаждение
и нагревание газа)
2.3. Эволюции функции распределения в поле встречных волн различной частоты
§ 3. Перенос частиц и распространение бегущей волны при учете радиационного давления и столкновений
3.1. Скорость дрейфа атомов в модеж сильных столкновений
3.2. Функция распределения и дрейф атомов в
модели слабых столкновений

3.3. Пространственные характеристики газа и
поглощение излучения
Резюме
Глава II. ИОНИЗАЦИЯ ГАЗА В РЕЗОНАНСНОМ ЭЛЕКТРОМАГ-
. НИТНОМ ПОЛЕ
§ 4. Резонансный оптический разряд
4.1. Кинетическое уравнение для электронов
4.2. Решение кинетического уравнения и характеристики резонансной плазмы
4.3. Радиадионно-столкновительная модель плазмы.
при резонансной лазерной накачке
4.4. Экспериментальные данные по ионизации газа
в резонансном световом поле
§ 5. Распространение резонансного излучения в . . газе при учете ионизации
5.1. Качественное рассмотрение процесса распространения излучения
5.2. Динамика ионизационного просветления и . потемнения газа
5.3. Стационарный режим распространения излучения
Резюме
Глава III. РЕЗОНАНСНЫЕ ОПГОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ
§ 6. Фотоэлектронная ионизация газа
6.1. Математические особенности радиационно--столкновительной модели
6.2. Кинетика электронной ионизации газа при , . резонансной подсветке
6.3. Электрический пробой резонансно-возбужденной смеси газов

§ 7. Положительный столб тлеющего разряда в
резонансном электромагнитном ноле
7.1. Положительный столб тлеющего разряда в
смеси газов
7.2. Характеристики положительного столба в резонансном электромагнитном поле
§ 8. Изменение характеристик тлеющего разряда
при резонансном радиационном воздействии
8.1. Теоретическая модель оптоэлектрического
явления
8.2. Описание экспериментальной установки
8.3. Обсуждение теоретических и экспериментальных результатов
§ 9. Динамический оптоэлектрический эффект в
плазме неона
9.1. Динамика оптоэлектрического отклика
9.2. Лазерное охлаждение плазмы
Резюме
ГЛАВА ІУ .ПРИМЕНЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ЛАЗЕРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
НА СРЕДЫ
§10. Резонансные радиационные способы разделения
газов
10.1.Разделение газов радиационным давлением
10.2.Разделение газов в скрещенных оптическом
и электрическом полях
§11. Опторазрядный способ создания инверсных
сред
§12. Оптоэлектрический метод диагностики
плазмы

функции распределения атомов по скоростям было впервые выполнено в наших работах 122-24,58,75]. Этому и посвящен данный параграф.
2.1. Уравнения движения газа.
Ханш и Шавлов [21] исходили из еле,дующего рассмотрения. Пусть имеется газ в поле двух встречных бегущих волн, отстроенных от резонанса в низкочастотную область спектра сдл< сдг1 . Учитывая резонансный характер взаимодействия, каждая из бегущих волн будет сильнее взаимодействовать с атомами, движущимися навстречу. Возникающая при этом сила радиационного давления вызовет торможение атомов. Тогда газ в целом начнет уменьшать свою кинетическую энергию и будет охлаждаться. Вполне понятно, что для положительной расстройки и) > сОг1 воздействие излучения на газ приведет к его нагреванию.
Первые теоретические расчеты охлаждения газа были выполнены в работе [22] . При этом учитывались статистические свойства ансамбля газа, и поведение его описывалось на основе функции распределения атомов по скоростям. В дальнейшем численно и аналитически изучалась динамика функции распределения [23,24,58,75]
Предельная температура радиационно охлаждаемого газа была получена в работах [25,26,81,97] .
Охлаждение вещества высокочастотным резонансным полем независимо также рассматривалось в работах [98, 99] на основе модели гармонического осциллятора. Перейдем к изложению наших результатов.
Как и в предыдущем параграфе будем рассматривать бес-столкновительный газ двухуровневых атомов, нижнее состояние