Применение оптических и спектроскопических методов для исследования импульсных плазмодинамических процессов

• Автор: Костюкевич, Евгений Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 159 c. : ил

ГЛАВА I. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЕЫСТРОПРОТЕКАЩИХ ПЛАЗМЕННЫХ

ПРОЦЕССОВ

1.1. Методы фотографической регистрации

1.2. Теневой метод

1.3. Метод оптической интерферометрии

1.4. Метод голографической интерферометрии

1.5. Определение концентрации электронов в плазме интерференционными методами

1.6. Источники света

1.7. Спектроскопические методы диагностики плазмы

1.8. Измерение давления в плазме

ГЛАВА II. РАЗВИТИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ СПОСОБОВ ДИАГНОСТИКИ

ЛЛАЗМОД ИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
2.1. Двухзеркальный автоколлимационный интерферометр
2.2. Оптические датчики импульсного давления
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЛАЗМООБРАЗОВАНЙЯ И ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ И УДАРНЫХ ВОЛН В ЭЛЕКТРОДНОЙ РАЗРЯДНОЙ УДАРНОЙ ТРУБКЕ
3.1. Описание экспериментальной установки, техники и методик эксперимента
3.1.1. Установка
3.1.2. Фотографическая регистрация
3.1.3. Теневой метод
3.1.4. Метод голографической интерферометрии
3.1.5. Спектроскопические измерения

3.1.6. Измерение давления
3.2. Исследование динамики формирования плазменного
потока с помощью высокоскоростной фотографии
3.3. Теневая киносъемка процессов в ЭРУТ
3.4. Голографическая интерферометрия в реальном времени
3.5. Результаты спектроскопических измерений
3.6. Давление за падающей и отраженной ударными волнами
3.7. Обсуждение результатов, выводы
Глава IV. ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ
ПЛАЗМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
4.1. Интерферометрическое исследование плазмодинамических процессов в магнитоплазменном компрессоре
4.2. Сравнительные интерферометрические и спектроскопические исследования импульсных плазмодинамических процессов при лазерном воздействии на поглощающие материалы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Успешные экспериментальные и теоретические исследования физико-химических процессов, происходящих в низкотемпературной плазме, способствовали прогрессу в науке, технике и технологии и привели к возникновению ряда новых направлений, таких как плазменная энергетика, плазмохимия, плазменная обработка материалов и т.д.. Развитие современной техники и технологии, характеризующееся тенденцией к использованию режимов с высокими параметрами, ставит задачу усовершенствования существующих и разработки принципиально новых плазменных устройств. Эффективность работы любого плазменного устройства в значительной степени определяется параметрами плазмы как рабочего тела. Отсюда вытекает необходимость изучения физических свойств низкотемпературной плазмы в конкретных условиях, что, в свою очередь, требует разработки либо обоснованного выбора диагностических методов.
Существует большое многообразие экспериментальных методов исследования физических свойств плазмы /I/. Однако особенности изучаемого объекта могут существенно ограничить этот круг. При исследовании быстропротекающих плазменных процессов основным требованием, предъявляемым к методу, является обеспечение достаточного пространственного и временного разрешения. Если к тому же процесс характеризуется плохой воспроизводимостью, предпочтение отдается методам, позволяющим определить параметры плазмы по данным единичного эксперимента.
Эффективным средством изучения физических процессов, лежащих в основе работы разнообразных импульсных источников движущейся плазмы, являются спектроскопические и оптические методы. Хотя спектроскопические методы не универсальны и в каждом конкретном случае требуют анализа возможности их применения, тем не менее благодаря их многообразию удается практически для любого источника плазмы

при больших расстояниях между зеркалами становится заметным двоение изображения объекта за счет неперпендикулярности зеркал 3 и 4 оси прибора. Во-вторых, при наличии больших градиентов показателя преломления в объекте часть лучей зондирующего пучка может испытать сильное отклонение и пройти мимо кромки поворотного зеркала, что приведет к появлению разрывов интерференционных полос. Помимо этого, использование полупрозрачного поворотного зеркала позволяет осуществлять стыковку интерферометра и фоторегистратора стандартным методом /109/, без применения сопрягающего объектива, что упрощает юстировку киноинтерферометра и уменьшает потери света. В этом случае для полного заполнения кадрового окна СФР изображением объекта автоколлимационный объектив следует выбирать с таким расчетом, чтобы отношение размера объекта к фокусному расстоянию объектива было равно тангенсу угла поля зрения фоторегистратора. Наконец, следует сказать еще об одном полезном свойстве данной схемы. Как известно, интерферометры, в том числе и двухзеркальный с глухим поворотным зеркалом, требуют применения высококачественных объективов и зеркал, изготовленных из оптически однородного материала (стекло либо кварц). Несоблюдение этого условия ведет к искривлению интерференционных полос. В то же время в схеме с полупрозрачным поворотным зеркалом при установке клиновидных зеркал строго перпендикулярно оптической оси прибора опорный и объектный пучки совмещаются и проходят через одни и те же оптические элементы, в результате чего несовершенства объектива и зеркал не влияют на качество полос, и вид интерференционной картины определяется только точностью изготовления рабочих поверхностей зеркал.
При использовании интерференционного метода одной из проблем является защита аппаратуры от влияния вибраций. С этой целью интерферометр устанавливают на массивном основании и изолируют с помошью многослойных демпферов /НО/. Однако в обычных условиях вибрации