Влияние элементарных процессов с участием метастабильных частиц на характеристики плазмы тлеющего разряда

• Автор: Раковец, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 c. : ил

Глава I, ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПАДАЮЩЕЙСЯ ПЛАЗМЫ ВЧ РАЗРЯДА И ' СТАЦИОНАРНОЙ ПЛАЗМЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В ГАЗАХ,

ИМЕЮЩИХ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ (обзор)

§1.1. Влияние неупругих процессов на функцию распределения электронов в плазме

§ 1.2. Исследование элементарных процессов в гелиевой

плазме послесвечения

§ 1.3. Основные элементарные процессы, протекающие в

гелиевой плазме, и роль метастабильных состояний в формировании групп быстрых электронов
§ 1.4. Влияние быстрых электронов на функцию распределения и на интегральные характеристики плазмы разрядов в газах, имеющих высокоэнергетические метастабильные состояния

Глава II. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ. ОСНОВНЫЕ

МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

§ 2.1. Экспериментальная установка

§ 2.2. Методика регистрации вольг-амперных характеристик положительного столба тлеющего разряда
§ 2*3. Определение концентрации метастабильных атомов
гелия в триплетном и синглетном СОСТОЯНИЯХ
§ 2.4. Определение концентрации метастабильных молекул
Не2 (23£^ )
§ 2.5. Методика определения заселенности верхних возбузденных состояний в гелиевой плазме
§ 2.6. Измерение температуры газа на оси разряда
§ 2.7. Учет температурного перераспределения газа по сечению разряда при определении приведенной напряженности продольного электрического поля

Глава III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО СТОЛБА ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В ГАЗАХ, ИМЕЮЩИХ ДОЛГОЖИВУЩИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ
§ 3.1. Плазма тлеющего разряда в гелии
3.1.1. Вольт-амперные характеристики разряда
3.1.2. Температура тяжелой компоненты
3.1.3. Концентрация метастабильных атомов гелия и
ее увеличение с понижением температуры
3.1.4. Концентрация метастабильных молекул гелия
3.1.5. Плотности атомов в верхних возбужденных состояниях
3.1.6. Концентрация электронов в разряде
§ 3,2, Исследование вольт-амперных характеристик в
аргоне, неоне и азоте
Глава ІУ. КОНСТАНТА ВОЗБУЖДЕНИЯ УРОВНЯ Не(233 ) ПРИ НИЗ-
'• КОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ПРОДОЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ПОЛЯ
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРИМЕСЕЙ, РАЗРУШАЮЩИХ МЕ-ТАСТАБИЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ, НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В ГЕЛИИ
§ 5.1. Вольт-амперные характеристики и концентрации метастабильных состояний в гелиевом разряде с присадками аргона и неона
§ 5.2. Механизмы воздействия присадок неона и аргона на аномальную часть вольт-амперной характеристики охлаждаемого гелиевого разряда
§ 5.3. Особенности влияния присадок аргона и неона на область ’’нормального" поведения вольт-амперной характеристики гелиевого разряда
§ 5.4. О влиянии охлаждения стенок разрядного устройст-722 ва на работу гелий-неонового лазера
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
~4ВВБЩЕНИЕ
К настоящему времени накоплен огромный экспериментальный и теоретический материал в области физики низкотемпературной плазмы. Однако количество работ, посвященных исследованию свойств плазмы, непрерывно возрастает. Это связано с тем, что различные области науки и техники постоянно требуют новой информации о характеристиках элементарных процессов, протекающих в плазме, и о физических моделях, наиболее точно отражающих ее свойства. Актуальность изучения слабоионизованной неравновесной плазмы тлеющего разряда в инертных газах и их смесях определяется как фундаментальным значением физики инертных газов, так и возможностью расширения ее практического применения в плазмохимии, приборах квантовой электроники и подобных областях. В то же время кинетические модели такой плазмы развиты лишь для отдельных областей изменения параметров.
Kaie правило, исследование плазмы начинается с вопросов: какова степень ионизации и как распределены частицы по возбужденным состояниям, реализуется ли максвелловское распределение электронов по скоростям, равна ли температура электронов температуре тяжелой компоненты. Ответы на эти вопросы дают определенное представление о состоянии плазмы и, кроме того, позволяют выбрать правильный путь для дальнейшего определения ее свойств.
Разряд низкого давления (меньше сотни паскаль) может быть описан в рамках классической теории Ленгмюра и Шоттки, которая использует предположение о наличии равновесного максвелловского распределения электронов. При описании плотной плазмы,

спектр, в котором отдельные длины волн располагаются не по взаимно параллельным прямым, как это имеет место в случае призмы или дифракционной решетки, а по концентрическим окружностям относительно оптической оси. При этом длины волн и порядки интерференции увеличиваются с возрастанием радиуса. Максимальная
уГЛОВаЯ ДИСПерСИЯ СООТВеТСГВуеТ Центру. ЧТОбЫ ИСПОЛЬЗОВЭТЬ именно этот оптимальный участок, входная щель на монохроматоре сводилась к квадратной форме.
Система линз и диафрагм, расположение которых показано на рис. 5, позволяла снимать спектральные характеристики разряда в приосевой области диаметром порядка 2 мм при внутреннем диаметре трубки 18 мм.
Основные требования, предъявляемые к системе фотоэлектрической регистрации, сводились к измерению слабых световых потоков, поскольку интенсивность излучения плазмы, о которой идет речь, очень мала, и сигналы, получаемые с ФЭУ, соизмеримы с его собственными шумами. Б экспериментах использовался ФЭУ 8850 (Л.СА ), имеющий двухщелочной фотокатод со средней чувствительностью в рабочей области длин волн 85 мкА/лм L92] . Распределение спектральной чувствительности снятое для данного образца ФЭУ представлено на рис. 10. Электрическое питание ФЭУ осуществлялось от стабилизированного источника напряжения ВС-22, имеющего на выходе величину пульсаций не превышающую 0,01 %.
При работе без интерферометра лентопротяжный механизм самописца 13 (рис. 5) мог быть синхронизован с углом поворота дифракционной решетки монохроматора. Такая схема применялась при определении заселенностей верхних возбужденных состояний атомов, при исследовании структуры молекулярных полос и при регистрации спектра с целью проверки чистоты рабочего газа,