Динамика излучательных процессов в плазменных волноводах с участием высокоскоростных волн ионизации

Лахина, Марина Александровна

Динамика излучательных процессов в плазменных волноводах с участием высокоскоростных волн ионизации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

Лахина, Марина Александровна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Махачкала МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Динамика излучательных процессов в плазменных волноводах с участием высокоскоростных волн ионизации»

Автореферат диссертации на тему "Динамика излучательных процессов в плазменных волноводах с участием высокоскоростных волн ионизации"

На правах рукописи УДК 533.9: 537.525

ЛАХИНА МАРИНА АЛЕКСАНДРОВНА

ДИНАМИКА ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛНОВОДАХ С УЧАСТИЕМ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВОЛН ИОНИЗАЦИИ

Специальность: 01.04.04. - физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Махачкала - 2006

Работа выполнена на кафедре физической электроники физического факультета Дагестанского государственного университета.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Ашурбеков Н.А.

Научный консультант: кандидат физико-математических наук,

доцент Омарова Н.О.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Амиров Р.Х. (ОИВТ РАН)

доктор физико-математических наук, профессор Мусаев Г.М. (ДГУ)

Ведущая организация: Институт физики ДНЦ РАН

Защита состоится «ЛС » ФС^сас^ЬЯ- 2006 г. в /у часов на заседании специализированного ейвета потащите диссертаций Д212. 053.02. при Дагестанском государственном университете по адресу: 367001, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева 43а.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ДГУ. Автореферат разослан « 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.ф.-м.н.

Курбанисмаилов В С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

В последние годы в научной литературе широко обсуждаются свойства неравновесной плазмы, получаемой с помощью наносекундных высоковольтных импульсов напряжения. Интерес к такому способу создания низкотемпературной плазмы связан, прежде всего, с возможностью генерации электронных потоков (пучков) в самом газе в процессе электрического пробоя, что позволяет создать плазму пучкового типа [1, 2]. Такие системы находят широкое применение в различных плазменных реакторах для накачки газовых лазеров, в источниках излучения, скоростных коммутаторах и в других устройствах сильноточной электроники. Наибольший интерес представляют длинные наносекундные газовые разряды в условиях формирования высокоскоростных волн ионизации (ВВИ). Из-за высоких значений электрического поля фронт ВВИ служит источником высо-коэнергетичных электронов, поэтому, такой разряд обладает свойствами, близкими к пучковым разрядам.

В работах ряда зарубежных авторов и Э.И. Асиновского с сотрудниками, Л.М. Василяка, А.Н. Лагарькова, И.М. Руткевича, O.A. Синкевича, С.М. Стариковской исследована динамика наносекундных. разрядов в длинных трубках и длинных разрядах, развивающихся в виде ионизирующих волн градиента потенциала [например, 3-5].

Пространственно-временная диагностика таких разрядов с наносе-кундным временным разрешением является весьма сложной задачей, поэтому в большинстве работ регистрировались в основном электрические параметры разряда и оптическое свечение. В последние годы открылась возможность диагностики параметров высокоэнергетичных электронов, генерируемых в таких разрядах, с использованием спектроскопических методов. В основе этих методов лежит явление поляризации атомных состояний при их возбуждении электронными пучками. К настоящему времени достаточно хорошо изучены основные параметры ВВИ в таких разрядах. Выявлены основные закономерности, которым подчиняются скорости волн ионизации, разобраны механизмы и времена их формирования, установлено, регистрировано рентгеновское излучение на фронте ВВИ.

Несмотря на значительное число исследований электрических характеристик таких разрядов, в литературе практически отсутствуют работы по изучению процессов формирования, распространения и взаимодействия нескольких ВВИ в плазменных волноводах. Между тем при разработке приложений, например, эффективных активных сред газовых лазеров, источников излучения и наносекундных коммутаторов весьма важными являются механизмы релаксации энергии быстрых электронов и выявление основных факторов, влияющих на релаксацию заселенностей воз-

бужденных состояний атомов в условиях формирования и распространения нескольких ВВИ. Форма и длительность импульсов излучения в таких системах также определяется механизмами формирования и взаимодействия ВВИ.

Наличие в функции распределения электронов по энергиям анизотропной части, связанной с пучковой составляющей, может привести к поляризации атомных состояний и наведению когерентности в процессах электронного возбуждения атомов. Теоретические исследования в подобных условиях затруднительны как из-за нестационарности и неравновесности плазмы, так и из-за большого числа учитываемых элементарных процессов. Поэтому первоочередной задачей становятся экспериментальные исследования основных параметров разряда в условиях волнового пробоя.

Настоящая диссертация посвящена изучению физических процессов формирования, распространения и взаимодействия нескольких, в том числе встречных ВВИ в коаксиальных плазменных волноводах, заполненных инертными газами при средних давлениях.

Цель диссертационной работы:

■ Разработка газоразрядной системы генерации встречных ВВИ; развитие методов комплексной диагностики плазмы наносекундных разрядов, развивающихся в режиме формирования и распространения встречных высокоскоростных волн ионизации;

■ Исследование динамики релаксационных процессов в плазменных волноводах в режиме формирования встречных высокоскоростных волн ионизации;

■ Исследование кинетики процессов релаксации плазмы наносе-кундного разряда, развивающегося в режиме генерации, распространения и взаимодействия встречных высокоскоростных волн ионизации.

Объектами исследования явились наносекундные электрические разряды в цилиндрических плазменных волноводах в диапазоне давлений газа 1-100 Тор и амплитудах высоковольтных импульсов напряжения до 40 кВ.

В соответствии с целями данной работы были использованы следующие экспериментальные методы:

1. Для исследования электродинамических параметров высокоскоростных одиночных и встречных волн ионизации был использован метод емкостных зондов;

2. Концентрация свободных электронов оценивалась по проводимости на основе вольт-амперных характеристик, а также по затуханию ВВИ;

3. Концентрации возбужденных, в том числе метастабильных атомов, измерялись методами реабсорбции оптического излучения и лучеиспускания;

4. Динамика релаксационных процессов исследовалась методами численного моделирования.

На защиту выносятся:

1. Разработанная система формирования встречных высокоскоростных волн ионизации в плазменных волноводах, заполненных инертными газами;

2. Закономерности формирования, распространения и взаимодействия встречных высокоскоростных волн ионизации в плазменных волноводах, заполненных инертными газами при средних давлениях;

3. Амплитудные профили, временные характеристики и релаксационные параметры спонтанного излучения в плазменных волноводах в условиях формирования, распространения и взаимодействия встречных ВВИ;

4. Механизмы формирования многоимпульсного режима оптического излучения и характерные времена релаксации в области взаимодействия встречных высокоскоростных волн ионизации; численная модель релаксационных процессов в плазменных волноводах в условиях формирования встречных ВВИ.

Научная новизна: В работе впервые:

■ разработана система формирования встречных высокоскоростных волн ионизации в коаксиальных плазменных волноводах, заполненных инертными газами; создана автоматизированная система регистрации нестационарных оптических и электрических процессов в режиме реального времени;

" развита методика комплексного исследования наносекундных разрядов развивающихся в режиме формирования двух встречных высокоскоростных волн ионизации, включающая в себя методы емкостных зондов, осциллографирования, оптической и поляризационной спектроскопии;

■ экспериментально исследованы закономерности формирования, распространения и взаимодействия уединенных волн ионизации в плазменных волноводах. Обнаружены эффекты гашения и усиления волн ионизации при взаимодействии встречных ВВИ;

■ экспериментально исследована динамика формирования оптического излучения в плазменном волноводе в режиме формирования встречных ВВИ. Установлено, что форма импульсов оптического излучения, их интенсивность и длительность зависят от полярности электрического поля во встречных волнах ионизации.

■ Построена численная модель релаксационных процессов в коаксиальных плазменных волноводах в условиях распространения встречных ВВИ.

Практическая ценность: Полученные в работе сведения о динамике и механизмах формирования оптического излучения наносекундного разряда, развивающегося в режиме формирования встречных волн ионизации можно использовать при разработке как ионизационных, так и ре-комбинационных газовых лазеров, в которых используются плазменно-пучковые разряды, а также других газоразрядных технических устройств.

Развитую в работе методику комплексного исследования наносе-кундных разрядов в режиме формирования встречных уединенных волн ионизации можно использовать для диагностики мощных продольных на-носекундных разрядов в широком диапазоне изменения условий в последних.

Апробация работы: Основные результаты работы докладывались на семинарах в ведущих Университетах и Институтах РАН, таких как, ИВТАН, МГУ, ДГУ, а также на конференциях и симпозиумах: на II и III Всероссийских конференциях «Физическая электроника» (Махачкала 2001, 2003), на Всероссийской конференции ВНКСФ-б (Екатеринбург, 2000), на Международной конференции «Фазовые переходы и нелинейные явления» (Махачкала, 2002), на II Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Москва, 2002), на конференции по физике низкотемпературной плазмы (Киев, 2003).

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации - 146 страниц, включая таблиц — 3, рисунков - 27. Библиография содержит 176 наименований.

Публикации: По теме диссертации публиковано 10 работ. Список основных публикаций приводится в конце автореферата.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во виедении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, дано краткое описание данной работы.

Первая глава посвящена обзору экспериментальных и теоретических исследований импульсно-периодических высоковольтных разрядов. В § 1.1 кратко описаны отличительные особенности импульсно-периодиче-ских разрядов, развивающихся в режиме формирования и распространения высокоскоростных волн ионизации. Описаны технологические проблемы, возникающие при исследовании свойств таких разрядов. В §1.2 рассмотрены основные экспериментальные методы исследования наносе-кундных импульсно-периодических разрядов, развивающихся в режиме распространения ВВИ. В частности, описаны спектроскопические методы

исследования оптических свойств наносекундных разрядов, даны области их применимости. В § 1.3 приведены теоретические методы исследования ВВИ и рассмотрены основные теоретические модели их описания.

Во второй главе дается описание комплексных методов исследования плазмы наносекундных разрядов, развивающихся в режиме распространения встречных высокоскоростных волн ионизации. Подробно описывается экспериментальная установка, отличительной особенностью которой является возможность генерации встречных высокоскоростных волн ионизации с использованием специального генератора наносекундных импульсов напряжения (ГИН). Генератор высоковольтных импульсов напряжения собран по трансформаторной схеме в коаксиальном исполнении, и генерировал два синхронизованных высоковольтных наносекундных импульса напряжения с амплитудой до 40 кВ. В качестве коммутирующего устройства ГИН использовался керамический тиратрон с водородным наполнением. Формированные таким образом высоковольтные импульсы напряжения одновременно подавались на разные концы плазменного волновода, представляющего из себя разрядную трубку диаметром 8 мм, окруженную металлическим экраном диаметром около 2 см. Электроды были изготовлены в виде полых цилиндров, и позволяли регистрировать оптическое излучения, распространяющее вдоль плазменного волновода. В такой системе могут одновременно формироваться две ВВИ, схематический вид которых приведен на рис. 1.

Для регистрации параметров ВВИ вдоль разрядной трубки (1) размещались несколько емкостных датчиков (5), установленных на определенных расстояниях друг от друга. В качестве регистрирующих приборов использовались двухканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), подключенный к персональному компьютеру и осциллограф типа Tektronix TDS3032B. Такая система регистрации позволяла проводить измерения в автоматизированном режиме с возможностью записи, накопления и обработки данных на электронных носителях.

Скорость распространения ВВИ определялась путем регистрации сигналов с емкостных датчиков, установленных вдоль плазменного волновода.

Пространственно-временная динамика релаксационных процессов исследовалась по изучению амплитудных профилей отдельных спектральных линий плазмы, регистрируемых как вдоль, так и поперек плазменного волновода. Оптическое излучение поперек трубки исследовалась с помощью оптических датчиков (4), установленных поперек трубки на определенном расстоянии (10 см) друг от друга.

Рис. 1. Схема движения ВВИ вдоль разрядной трубки.

1 - разрядная трубка, 2- металлический экран, 3 - высоковольтные электроды, 4 - оптические датчики, 5- емкостные датчики, 6 - силовые линии электрического поля, 7 - столб плазмы, 8 - фронт ВВИ.

Для вьщеления спектральных линий использован спектрограф типа ДФС-452 с дифракционной решеткой 1200 ютр/мм с специально установленной на его выходе щелью с микрометрическим винтом. Световой поток на выходе спектрографа регистрировался с помощью фотоэлектрического умножителя (ФЭУ). В различных областях спектра были использованы ФЭУ типа ФЭУ-98, ФЭУ-87, ФЭУ-115М.

В §2.3 дан анализ погрешностей, возникающих при экспериментальных исследованиях основных параметров ВВИ.

Третья глаиа посвящена описанию результатов экспериментального исследования наносекундных разрядов, формирующихся в плазменном волноводе встречными высокоскоростными волнами ионизации.

Было реализованы несколько различных режимов электрического пробоя газа в плазменных волноводах высокоскоростными волнами ионизации:

■ формирование разряда встречными волнами ионизации одинаковой полярности напряжения;

■ формирование разряда встречными вонами ионизации разной полярности;

• формирование разряда одной волной ионизации положительной или отрицательной полярности, когда второй конец плазменного волновода отвязан;

■ формирование разряда одной волной ионизации положительной или отрицательной полярности, когда второй конец плазменного волновода закорочен;

В §3.1 приведены результаты экспериментального исследования электрических и электрокинетических характеристик исследуемого разряда в указанных вьплс режимах формирования ВВИ.

Исследования показали, что скорость распространения ВВИ меняется в пределах (2-108-2 109) см/с в зависимости от давления газа и амплитуды импульсов напряжения. Зависимость скорости ВВИ от давления газа имеет максимум в области давлений газа (12-15) Тор. При фиксированных давлениях газа с увеличением амплитуды напряжения скорость ВВИ растет по линейному закону в исследованном диапазоне амплитуд напряжений.

Систематизация и анализ экспериментальных результатов по электрическим и электрокинетическим характеристикам позволяет сделать следующие выводы:

■ При формировании и распространи двух встречных ВВИ одинаковой полярности в центре волновода в области их взаимодействия наблюдается эффект усиления электрического потенциала;

■ При формировании и распространении двух встречных ВВИ разной полярности в центре волновода в области их взаимодействия наоборот наблюдается гашение электрического потенциала. Подобный эффект наблюдается при всех исследованных начальных условиях;

Р, Topp

Рис. 2. Зависимость концентрации электронов за фронтом волны ионизации и скорости ВВИ положительной полярности от давления газа при амплитуде импульсов напряжения 28 кВ.

■ Плотность электронов плазмы с ростом амплитуды импульсов напряжения растет по линейному закону. При фиксированных амплитудах импульсов напряжения зависимость плотности электронов от давления газа проходит через локальный максимум в области давлений газа, где скорость ВВИ максимальна (см. рис. 2).

Результаты экспериментального исследования динамики оптического излучения разряда в области взаимодействия двух уединенных волн ионизации представлены в §3.2. В работе исследовался временной ход спектратьной и интегральной интенсивностей оптического излучения разряда как вдоль, так и поперек волновода на различных расстояниях от электродов.

Основные исследования были выполнены для спектральных линий Hei с длинами волн 492.1 нм, 501.5 нм, 388.8 нм, 447.1 нм, 471.Знм.

а) б)

Рис. 3. Характерные осциллограммы ВВИ, тока и интенсивности излучения поперек трубки с центрального датчика при формировании двух встречных ВВИ одинаковой (а) и разной (б) полярности напряжений. Давление газа 20 Тор, амплитуда напряжения - 28 кВ.

Систематизация экспериментальных результатов исследования динамики оптического излучения позволяет установить следующие закономерности;

■ Форма импульса, интенсивность и длительность оптического излучения существенно зависят от режима формирования и распространения ВВИ в плазменном волноводе. При формировании, распространении и взаимодействии двух встречных ВВИ одинаковой полярности импульс оптического излучения имеет несколько максимумов в зависимости от давления газа и амплитуды импульсов напряжения. При формировании в плазменном волноводе двух встречных ВВИ разной полярности, импульс оптического излучения имеет один максимум с двумя существенно отличающими характерными временами релаксации. Характерные осцилло-

граммы оптического излучения, соответствующие указанным режимам приведены на рис.3.

■ Форма импульса оптического излучения, его амплитудные и временные характеристики существенно зависят от начальных условий в разрядной трубке (от давления и амплитуды импу льсов).

■ Длительность фронта импульса оптического излучения при формировании и распространении встречных волн ионизации больше, чем при распространении одиночной прямой волны ионизации.

■ При распространении встречных волн ионизации форма оптического излучения вдоль разрядной трубки качественно отличается от формы оптического излучения поперек плазменного волновода.

Выполнены детальные исследования зависимости интенсивности и временных параметров оптического излучения от давления газа и амплитуды напряжения. В частности, установлено, что максимум интенсивности излучения при формировании двух встречных ВВИ разной полярности достигается при более высоких давлениях газа, чем в режиме формирования и распространения одной ВВИ.

Четвертая глава посвящена анализу механизмов формирования оптических и электрокинетических свойств плазмы на фронте, за фронтом и в области взаимодействия ВВИ. В §4.1 проанализированы релаксационные процессы, происходящие в наносекундном разряде в плазменном волноводе, развивающемся в режиме формирования одиночных и встречных ВВИ. Методами численного моделирования исследована роль основных процессов, участвующих в заселении возбужденных состояний атомов гелия с главным квантовым числом п=2, 3 и 4 в условиях формирования в плазменном волноводе встречных ВВИ. С целью выявления роли высокоскоростных волн ионизации в кинетике плазмы, в уравнении баланса средней энергии электронов было добавлено слагаемое, определяющее нагрев электронной компоненты за счет электрического поля во фронте волны ионизации.

Для случая двух встречных ВВИ напряженность электрического поля представлена как сумма двух компонент, описывающих две встречные волны:

2*х.О = Я01 •ехр(-(*-:°-<)г)+^ .ехрГ«^-^)• хо хо

Здесь х н I — координата вдоль плазменного волновода и его длина соответственно, х0 - длительность фронта ВВИ, у0 - скорость ВВИ.

Динамика релаксационных процессов исследовалась путем реиклшя системы скоростных дифференциальных уравнений для плотности электронов и их средней энергии, плотности возбужденных, в том числе мета-стабильных атомов при различных режимах формирования ВВИ. Числен-

ное моделирование проводилось для центральных областей плазменного волновода диаметром разрядной трубки 0.8 см. В описании кинетики гелиевой плазмы учитывались следующие компоненты: Не, Не+, Не2+, Не*(п=2), Не*(п=3,4). В уравнении для средней энергии электронов учитывались упругие и неупрутие потери энергии, а также диффузионные потери на стенки разрядной трубки.

На рис.4 приведен характерный вид релаксации заселенностей мета-стабильных состояний атомов гелия, моделированный для случая формирования в плазменном волноводе двух встречных ВВИ.

10" п

, 10й ■

О 10 п

** 10ю \

ю9 4

Рис. 4. Результаты численного моделирования заселенностей метастабильных

состояний атомов Не(238) на расстоянии 20 см от электродов в условиях

формирования и распространения двух встречных ВВИ. Давление 20 Тор, амплитуда импульса напряжения 28 кВ.

Анализ результатов численного моделирования релаксационных процессов позволяет установить следующие закономерности:

1. Кинетика процессов заселения возбужденных состояний атомов в плазменном волноводе зависит как от режима формирования ВВИ, так и от начальных условий в разряде.

2. При формировании в плазменном волноводе двух встречных ВВИ разной полярности в области их взаимодействия наблюдается скачок средней энергии электронов, на временах порядка нескольких десятков наносекунд.

3. На фронте и в области взаимодействия встречных ВВИ кинетика возбужденных атомов определяется в основном процессами прямого и ступенчатого возбуждения. Процессы ступенчатого возбуждения и ионизации являются основными механизмами, ограничивающими максимальную плотность метастабильных атомов.

4. За фронтом ВВИ при плотностях электронов выше 1012 см-3 процессы рекомбинации приводят к формированию дополнительного максимума плотности метастабильных атомов.

В §4.2 проанализированы режимы взаимодействия электронов с фронтом высокоскоростной волны ионизации в цилиндрических волноводах. Установлено, что существует ряд критических параметров, которые определяют режимы формирования высокоэнергетичных электронов в области фронта волны ионизации.

Динамика ВВИ в коаксиальных плазменных волноводах рассмотрена в §4.3. Движения ВВИ рассматривается как распространение электрического потенциала в плазменном волноводе, что дает

Рис. 7. Контурный срез распределения потенциала в области взаимодействия двух встречных волн ионизации одинаковой полярности.

возможность использования телеграфных уравнений совместно с уравнениями кинетики для качественного описания динамики ВВИ. Такая система уравнений решена методами компьютерного моделирования. В численной модели реализована связь кинетических и телеграфных уравнений, что позволяет при расчете напряжений и токов в системе телеграфных уравнений учитывать кинетические процессы, происходящие в плазме волновода. Показано, что построенная модель с определенной степенью точности позволяет описать механизмы распространения и взаимодействия встречных волн ионизации. На рис. 5 представлена характерная динамика распределения потенциала в области взаимодействия встречных волн ионизации одинаковой полярности, полученная численным моделированием.

Показано, что в области взаимодействия двух встречных ВВИ возможно как ускорение, так и торможение высокоэнергетичных электронов.

-8

О ю 20 30 40 Ь. см

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В заключении перечислены основные результаты работы:

1. Разработана и реализована газоразрядная система формирования встречных высокоскоростных волн ионизации в плазменных волноводах, и создана автоматизированная система регистрации нестационарных оптических и электрических процессов в режиме реального времени. Развита методика комплексного исследования наносекундных разрядов, развивающихся в режиме формирования встречных высокоскоростных волн ионизации, включающая в себя методы осциллографирования, емкостных зондов и оптической спектроскопии.

2. Экспериментально исследованы процессы формирования, распространения и взаимодействия встречных ВВИ в коаксиальных плазменных волноводах, заполненных инертными газами при средних давлениях. Обнаружены эффекты гашения и усиления волн ионизации в области их взаимодействия.

3. Экспериментально исследована пространственно-временная динамика формирования оптического излучения в плазменном волноводе в режиме формирования, распространения и взаимодействия двух встречных ВВИ. Установлено, что форма импульсов, интенсивность и длительность оптического излучения зависят от режима формирования ВВИ в плазменном волноводе и согласования генератора высоковольтных импульсов напряжения с плазменным волноводом.

4. Экспериментально установлено, что при формировании в плазменном волноводе двух встречных высокоскоростных волн ионизации с одинаковыми потенциалами положительной полярности в области их взаимодействия оптическое излучение имеет несколько максимумов. В то же время, в условиях формирования встречных ВВИ с потенциалами разной полярности импульсы оптического излучения являются одиночными с двумя характерными временами релаксации.

5. Разработана и реализована численная модель релаксационных процессов в плазменном волноводе в области взаимодействия двух встречных ВВИ и установлены основные механизмы заселения возбужденных, в том числе метастабильных состояний атомов. Показано, что в области взаимодействия двух ВВИ кинетику релаксационных процессов и оптического излучения необходимо анализировать с учетом динамики высокоскоростных волн ионизации.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Погореловская М.А. Анизотропия процессов электронного возбуждения атомов при волновом пробое гелия // В сб.: Тезисы докладов

ВНКСФ-6, направление - Физика плазмы, плазменная техника и технологии. Екатеринбург. - Томск. 2000. С. 263-264.

2. Погореловская М.А. Оптическое излучение на фронте высокоскоростной волны ионизации в гелии в поперечном магнитном поле. В сб. // Тезисы докладов Всероссиской конференции «Ломоносов»-2001, секция «Физика». -М.: 2001. С. 166-167.

3. Ашурбеков H.A., Омаров O.A., Омарова Н.О., Погореловская М.А. Динамика ионизационных процессов за фронтом высокоскоростной волны ионизации в гелии // В сб.: Материалы II Всероссийской конференции «Физическая электроника». - Махачкала, 2001. С. 23-29.

4. Погореловская М.А. Оптическое излучение наносекундного разряда при возбуждении газа встречными волнами ионизации // В сб.: Материалы Второго Международного конгресса: "Молодежь и наука третье тысячелетие". - М. 2002, с. 68.

5. Ашурбеков H.A., Погореловская М.А., Гамзатов А.Г., Омаров O.A. Процессы электронного возбуждения атомных состояний на фронте уединенных нелинейных волн градиента потенциала // В сб.: Материалы Межд! конф. "Фазовые переходы и нелинейные явления". - Махачкала. 2002. С. 299-302.

6. Ашурбеков H.A., Омаров O.A., Омарова Н.О., Погореловская М.А. Оптические свойства наносекундного разряда в режиме формирования встречных высоковольтных // В сб.: Материалы III Всероссийской конференции «Физическая электроника». - Махачкала. 2003.

7. Ашурбеков H.A., Омаров O.A., Омарова Н.О., Погореловская М.А. Оптическое излучение продольного наносекундного разряда в режиме формирования встречных уединенных волн ионизации // Изв. РАН, серия физическая. 2003. Т. 67, № 9. С. 1250-1253.

8. Ашурбеков H.A., Омаров O.A., Омарова Н.О., Погореловская М.А. Роль высокоэнергетичных электронов в установлении режимов релаксации оптического излучения за фронтом высокоскоростной волны ионизации // Изв. РАН, серия физическая. 2003. Т. 67, № 9. С. 1237-1240.

9. Ashurbekov N.A., Omarov O.A., Omarova N.O., Pogorelov-skaya M. A. Optical irradiation of longitudinal discharge in the mode of solitary counter ionization waves formation // International conference on physics of low temperature plasma. -Kyiv, Ukraine, 2003. P. 7.9.128.

10. Ашурбеков H.A., Омарова H.O., Шахсинов Г.Ш., Лахина М.А., Рамазанов А.Р. Режимы формирования импульсов оптического излучения во встречных высокоскоростных волнах ионшации // Вестник ДГУ. 2006. Вып. 4. С. 34-39.

Цитируемая литература

1. Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И. // УФН. 2004. Т. 174. № 9. С. 953971.

2. Бабич Л.П. //УФН. 2005. Т. 175. № ю. С. 1069-1091.

3. Асиновский Э.И., Василяк JIM., Марковец В.В. // ТВТ, 19ВЗ. Т. 21, №3. С. 577-590.

4. Лагарьков А.Н., Руткевич И.М. Волны электрического пробоя в ограниченной плазме. - М. Наука, 1989. - 207 с.

5. Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев H.H., Филюгин И.В. // УФН. 1994. Т. 164. № 3. С. 263-285.

_Подписано к печати 21.11.2006 г._

Формат 60x84.1/16. Печать риэографная. Бумага № 1. Гарнт-ура Тайме. Усл. печ. л. - 1,25 изд. печ. л. -1,25. Заказ - 266 - 06. Тираж 100 экз. Издательско-полиграфический центр ДГУ г. Махачкала, ул. М. Ярагского, 59"

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Лахина, Марина Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ, РАЗВИВАЮЩИХСЯ В РЕЖИМЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВВИ

Литературный обзор).

§1.1.Импульсно-периодические разряды, развивающиеся в режиме распространения ВВИ.

§1.2. Экспериментальные методы исследования кинетических процессов в плазме наносекундных импульсно-периодических разрядов.

§1.3. Теоретические методы исследования импульсно-периодических газовых разрядов развивающихся в режиме распространения ВВИ.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВОЛН ИОНИЗАЦИИ В

ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛНОВОДАХ.

§2.1 Методика и техника исследования электрических характеристик наносекундных разрядов развивающихся в режиме формирования встречных ВВИ.

§ 2.2. Методика и техника исследования оптических характеристик при запаздывающем возбуждении газов.

§2.3. Анализ погрешностей измерений.

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ВВИ В ПЛАЗМЕННОМ ВОЛНОВОДЕ.

§3.1 Электрические характеристики наносекундного разряда в плазменном волноводе в режиме формирования встречных ВВИ.

§3.2 Оптические свойства наносекундного разряда в режиме формирования встречных волн ионизации.

ГЛАВА IV. ДИНАМИКА РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛНОВОДАХ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ И

РАСПРОСТРАНИЛ ВВИ.

§4.1. Релаксационные процессы в плазменном волноводе, при распространении нескольких ВВИ.

§ 4.2 Исследование режимов взаимодействия электронов с фронтом высокоскоростной волны ионизации в цилиндрических волноводах

§ 4.3. Динамика ВВИ в цилиндрических экранированных разрядных трубках.

Введение диссертация по физике, на тему "Динамика излучательных процессов в плазменных волноводах с участием высокоскоростных волн ионизации"

В последние годы в научной литературе широко обсуждаются свойства неравновесной плазмы, получаемой с помощью наносекундных высоковольтных импульсов напряжения. Интерес к такому способу создания низкотемпературной плазмы связан, прежде всего, с возможностью генерации электронных потоков (пучков) в самом газе в процессе электрического пробоя, что позволяет создать плазму пучкового типа [1,9]. Такие системы находят широкое применение в различных плазменных реакторах для накачки газовых лазеров, в источниках излучения, скоростных коммутаторах и в других устройствах сильноточной электроники. Наибольший интерес представляют длинные наносекундные газовые разряды в условиях формирования высокоскоростных волн ионизации (ВВИ). Из-за высоких значений электрического поля фронт ВВИ служит источником высокоэнергетичных электронов, поэтому, такой разряд обладает свойствами, близкими к пучковым разрядам.

В работах ряда зарубежных авторов и Э.И.Асиновского с сотрудниками, Л.М.Василяка, А.Н.Лагарькова, И.М.Руткевича, О.А.Синкевича, С.М.Стариковской исследована динамика наносекундных разрядов в длинных трубках , развивающихся в виде ионизирующих волн градиента потенциала [например, 9, 11-14,22,23].

Пространственно-временная диагностика таких разрядов с наносекундным временным разрешением является весьма сложной задачей, поэтому в большинстве работ регистрировались в основном электрические параметры разряда и оптическое свечение. В последние годы открылась возможность диагностики параметров высокоэнергетичных электронов, генерируемых в таких разрядах, с использованием спектроскопических методов. В основе этих методов лежит явление поляризации атомных состояний при их возбуждении электронными пучками. К настоящему времени достаточно хорошо изучены основные параметры ВВИ в таких разрядах. Выявлены основные закономерности, которым подчиняются скорости волн ионизации, разобраны механизмы и времена их формирования, регистрировано рентгеновское излучение на фронте ВВИ.

• Разработка газоразрядной системы генерации встречных ВВИ; развитие методов комплексной диагностики плазмы наносекундных разрядов, развивающихся в режиме формирования и распространения встречных высокоскоростных волн ионизации;

• Исследование динамики релаксационных процессов в плазменных волноводах в режиме формирования встречных высокоскоростных волн ионизации;

• Исследование кинетики процессов релаксации плазмы наносекундного разряда, развивающегося в режиме генерации, распространения и взаимодействия встречных высокоскоростных волн ионизации.

40 кВ.

В соответствии с целями данной работы были использованы следующие экспериментальные методы:

4. Динамика релаксационных процессов исследовалась методами численного моделирования. На защиту выносятся:

Научная новизна: В работе впервые:

• разработана система формирования встречных высокоскоростных волн ионизации в коаксиальных плазменных волноводах, заполненных инертными газами; создана автоматизированная система регистрации нестационарных оптических и электрических процессов в режиме реального времени;

• развита методика комплексного исследования наносекундных разрядов, развивающихся в режиме формирования двух встречных высокоскоростных волн ионизации, включающая в себя методы емкостных зондов, осциллографирования, оптической и поляризационной спектроскопии;

• экспериментально исследованы закономерности формирования, распространения и взаимодействия уединенных волн ионизации в плазменных волноводах. Обнаружены эффекты гашения и усиления волн ионизации при взаимодействии встречных ВВИ;

• экспериментально исследована динамика формирования оптического излучения в плазменном волноводе в режиме формирования встречных ВВИ. Установлено, что форма импульсов оптического излучения, их интенсивность и длительность зависят от полярности электрического поля во встречных волнах ионизации.

• Построена численная модель релаксационных процессов в коаксиальных плазменных волноводах в условиях распространения встречных ВВИ.

Практическая ценность: Полученные в работе сведения о динамике и механизмах формирования оптического излучения наносекундного разряда, развивающегося в режиме формирования встречных волн ионизации, можно использовать при разработке как ионизационных, так и рекомбинационных газовых лазеров, в которых используются плазменно-пучковые разряды, а также других газоразрядных технических устройств.

Развитую в работе методику комплексного исследования наносекундных разрядов в режиме формирования встречных уединенных волн ионизации можно использовать для диагностики мощных продольных наносекундных разрядов в широком диапазоне изменения условий в последних.

2001, 2003), на Всероссийской конференции ВНКСФ-6 (Екатеринбург, 2000), на Международной конференции «Фазовые переходы и нелинейные явления» (Махачкала, 2002), на II Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Москва, 2002), на конференции по физике низкотемпературной плазмы (Киев, 2003).

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации - 146 страниц, включая таблиц - 3, рисунков -27. Библиография содержит 176 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физическая электроника"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении перечислены основные результаты работы:

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Лахина, Марина Александровна, Махачкала

1. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.-224с.

2. Stritzke P., Sander I., Raether G. Spatial and temporal spectroscopy of a streamer discharge in nitrogen. //J. Phys., D: Appl. Phys. 1979. Vol.10. P.2285 2300.

3. Курбанисмаилов B.C., Омаров O.A., Тимофеев В.Б. Формирование стримерного пробоя в гелии. //ТВТ.1989. Т.56. №3. С.1221-1223.

4. Ретер Г. Электронные лавины и пробой в газах. /Пер. с нем. под ред. B.C. Камелькова. М.: Мир, 1968. 390 с.

5. Бройтман А.П., Омаров О.А., Решетняк С.А., Рухадзе А.А. Плазменная модель электрического пробоя газов высокого давления. /Препринт ФИАН СССР. М., 1984. №.197. 54 с.

6. Лозанский Э.Д., Фирсов О.Б. Теория искры. М.: Атомиздат, 1975. 272 с.

7. Омаров О.А. Стримерный разряд в газах. Махачкала, 1989. 80 с.

8. Курбанисмаилов B.C., Омаров О.А., Ашурбеков Н.А. Современные представления по пробою газов высокого давления. //В сб.: Материалы Всероссийской конференции по физической электронике. Махачкала, 1999. С.83-86.

9. Лагарьков А.Н., Руткевич И.М. Волны электрического пробоя в ограниченной плазме М.:Наука, 1989.

10. Лагарьков А.Н., Руткевич И.М. Ионизующие волны пространственного заряда/ДАНСССР 1979, С.249.

11. Славин Б.Б., Сопин П.И. Волновой пробой в длинных трубках с предварительной ионизацией. //ТВТ. 1990. Т.28. №2. С.243-250.

12. Синкевич О.А., Трофимов Ю.В. //ДАН СССР. 1979. Т.249. №З.С.597.

13. Месяц Г. А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Сов. Радио. 1974-256с.

14. Василяк JI. М., Костюченко С. В., Кудрявцев Н. Н., Филюгин И.В. Высокоскоростные волны ионизации при электрическом пробое. // УФЫ. 1994. Т.164.№3. с.263.

15. Василяк JI. М., Ветчинин С.П., Поляков Д.Н. Влияние крутизны фронта высоковольтных импульсов напряжения на пробой воздушных промежутков. //ЖТФ. 1999. Т.25. №13. С.74-80.

16. Амиров Р.Х., Асиновский Э.И., Марковец В.В. и др. Генерация быстрых электронов и поддержание ионизации при волновом пробое длинных разрядных трубок.: Препринт ИВТАН. №3-183. М. 1986. 33 с.

17. Василяк JI.M., Токунов Ю.М. Обострение фронта высокоскоростной волны ионизации при напряжении 250 кВ. // ТВТ. 1994. Т.32. №4. С.483-485.

18. Арефьев А.С., Юдаев Ю.А. Влияние типа катода на динамические характеристики волн ионизации. // Письма в ЖТФ. 1998. Т.24. №13. С.39-42.

19. Асиновский Э.И., Василяк Л.М., Токунов Ю.М. Двойной пик излучения коаксиального азотного лазера. //Квантовая электроника. 1988.Т.15. №8. С.1548-1551.

20. Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Родионов А.С. Накачка коаксиального азотного лазера высокоскоростной волной ионизации. //Квантовая электроника. 1995. Т.22. №12. С.1207-1209.

21. Starikovskaia S.M., Anikin N.B., Panchenyi S.V., Zatsepin D.V., StarikovskiiA.Yu. Pulsed breakdown at high over voltage: Development, propagion and energy branching. // Plasma Sources Sci. and Technol. 2001. V.10.N.2. L.344-355.

22. С.В. Паншечный. Развитие импульсно-периодических газовых разрядов в самосогласованном электрическом Поле. Электронная кинетика и производство активных частиц. Автореф. Дис. Канд. Физ.-мат. Наук. Долгопрудныйю 2001. 22с.

23. Юдаев А.Ю. Экспериментальное наблюдение волн ионизации в газоразрядных приборах. // Изв. РАН. Сер. Физ. 2000. Т.64. №7. с. 12661273.

24. Шуаибов А.К. Дащенко А.И., Шевера И.В. Характеристики самоиндуцирующегося импульсно-периодического разряда в смесикриптон/элегаз. //ТВТ. Т.41. №1. С. 16-22.

25. Yin I., Zhu S., Wang I. Relationship between temporal coherence and laser parameters in a two longitudinal - mode He-Ne laser. //Appl. Phys. B. 1996. V.63. №1. P.8-11.

26. Ашурбеков H.A., Борисов В.Б., Егоров B.C., Кардашов B.P. Оптимизация параметров возбуждения плазменного азотного лазера на смеси неон-водород продольным наносекундным разрядом. //Оптика и спектроскопия. 1995.Т.78. №6.С.999-1003.

27. Демьянов А.В., Деннис Ло. Излучательная эффективность и усилительные свойства плазмы импульсного разряда в Аг повышенного давления. // Физика плазмы. 2001. Т.27. №5. с.466-474.

28. Балабанов В.В., Василяк JI.M., Костюченко С.В., Красночуб А.В. Излучение и энерговклад импульсно-периодического разряда в гелии. //ТВТ. 1998. Т.36. №6. С.853-857.

29. Паншечный С.В., Стариковская С.М., Стариковский А.Ю. Динамика возбуждения электронных состояний в ВВИ. //Физика плазмы. 1999. Т.25. С.435-440.

30. Василяк JI.M. и др. Экспериментальное исследование электродинамических и спектральных характеристик наносекундного импульсно-периодического разряда в хлоре. //ТВТ. 1995. Т.ЗЗ. №6. С.826-832.

31. Амиров Р.Х., Асиновский Э.И., Марковец В.В. Пауза свечения плазмы после возбуждения разряда наносекундным импульсом. //ТВТ. 1981. Т.19.№1. С.47-51.

32. Амиров Р.Х., Асиновский Э.И., Марковец В.В. Пауза свечения гелиевой плазмы при температурах жидкого азота и комнатной после возбуждения тлеющего разряда наносекундным импульсом напряжения. //Физика плазмы. 2001. Т.27. №5. С.450-457.

33. Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. М.: Физматгиз, 1962.

34. Кудрявцев Н.Н. Основы молекулярной спектроскопии. -М.: МФТИ, 1990.

35. Кизель В.А. Практическая молекулярная спектроскопия. М.: МФТИ, 1998. С.255.

36. Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. ГИФМЛ, М.-Л. 1963.

37. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. ГИФМЛ. М.-Л., 1963.

38. Грим Г. Спектроскопия плазмы. М.: Мир. 1963.

39. Спектроскопия газоразрядной плазмы. / Под ред. Фриша С.Э. М.: Наука.1970.

40. Методы исследования плазмы. / Под ред. Лохте-Хольтгревена.-М.: Мир.1971.

41. Фуголь И.Я., Мышкис Д.А., Григорященко О.Н. Об абсорбционных методах измерения абсолютной концентрации метастабильных атомов гелия в плазме. // Оптика и спектроскопия. 1971. Т.31. №4. С.529-535.

42. Соколов А.С. Спектральная диагностика плазмы инертных газов. //Оптика и спектроскопия. 1994. Т.76. №4. С.564-567.

43. Казанцев С.А. Астрофизические и лабораторные приложения явления самовыстраивания. //УФН. 1983. Т.139. №.4. С.621-666.

44. Лукомский Н.Г., Полищук В.А., Чайка М.П. "Скрытая" анизотропия столкновений в низкотемпературной плазме. //Опт. и спектр. 1985. Т.58. С.474-478.

45. Казанцев С.А., Субботенко А.В. Поляризационная диагностика низкотемпературной плазмы. // Физика плазмы. 1984. Т. 10. №.1. С. 135142.

46. Казанцев С.А. Определение квадрупольного момента функции распределения электронов в плазме. //Письма в ЖТФ. 1983. Т.37. №.3.-С.131-133.

47. Казанцев С.А., Субботенко А.В. Спектрометрическая диагностика газовых разрядов. СПб.:Изд. СПбГУ. 1993. -С.236.

48. Демкин В.П., Купчинский Н.Л., Муравьев И.И. О механизме поляризации состояний атома гелия при возбуждении электронным пучком в электрическом поле. //Физика плазмы. 1992. Т.18. №10. С.1352-1357.

49. Демкин В.П. Влияние электрического поля на ионизацию атомов электронами. //ЖЭТФ. 1993. Т.104. №.4.-С.3280-3286.

50. Демкин В.П. Влияние электрического поля на угловые и поляризационные свойства излучения. //Оптика и спектроскопия. 1986. Т.61. №.5. СЛ048-1052.

51. Демкин В.П., Ревинская О.Г. Влияние электрического поля на контур спектральной линии. // Известия Вузов. Физика. 1999. №11.С 23-28.

52. Демкин В.П. Формализм поляризационных моментов для описания излучения атомов в электрическом поле. //Оптика и спектроскопия. 1991. Т.71. №.3. С.389-394.

53. Демкин В.П., Казанцев С.А. Спектрометрическое определение электрического поля в плазме. //Оптика и спектроскопия. 1995. Т.78. №3. С.377-393.

54. Демкин В.П., Печерицын А.А. Расчет дифференциальных сечений возбуждения и ионизации атома гелия электронами. // Изв. Вузов. Физика. 1994. Т.37. №12. С.48-57.

55. Демкин В.П., Ревинская О.Г. Влияние возбуждения электронным ударом на контур линии излучения атома гелия в электрическом поле. // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. №3. С.272-275.

56. Петрашень А.Г., Ребане В.Н., Ребане Т.К. Анизотропное столкновительное выстраивание атомов водорода в условиях стационарного избыточного водорода. //Оптика и спектроскопия. 1996.Т.80. №5. С.713-716.

57. Ребане В.Н., Ребане Т.К. Проявление высших поляризационных моментов в дипольном излучении в условиях ступенчатого возбуждения и анизотропных столкновений. //Оптика и спектроскопия. 2001.Т.90. №1. С. 17-22.

58. Мустафаев А.С., Мовчан И.Б., Мезенцев А.П. Электронно-поляризационные исследования функции распределения электронов в анизотропной плазме. //ЖТФ. 2000. Т.70. №11. С.24 31.

59. Huksley L., Crompton R. Diffusion and Drift of Electrons in Gases, New York, 1974, 672p.

60. Goto M., Hayakawa M., Atake M., Iwamal A. Influences optical elements on the polarization measurement. // Res. Rept. NiFS- PROL. Ser. 2004. №57. C.74-86.

61. Омарова Н.О. Кинетика формирования оптического излучения при запаздывающем возбуждении гелия в длинных трубках : Дис. . канд.физ.-мат. наук. Махачкала: Изд-во ДГУ. 1997. 130 с.

62. Ашурбеков Н.А., Курбанисмаилов B.C., Омаров О.А., Омарова Н.О. Поляризация состояний атомов гелия на фронте высокоскоростной волны ионизации. // Известия РАН, серия физическая. 2000. Т.64. №7. С.1414-1420.

63. Okomato Y. Absolute calibration of space-and time-resolving flat field vacuum ultraviolet spectrograph for plasma diagnostics. // Res. Rept. NIFS-PROG. Ser. 2000. N.44. Pg.152-155.

64. I. Atsushi. Plasma polarization spectroscopy. IAERI- Conf. 2000. N.7. c.130-132.

65. Haward J. Polarization spectroscopy using optical coherence-based techniques. IAERI-Conf. 2000. N.007. L. 100-106.

66. Бураков B.C., Райков C.H., Тарасенко H.B. Лазерная абсорбционная и флуоресцентная диагностика плазмы. //ЖПС. 1997. №3. С.281-290.

67. Бураков B.C., Исаевич А.В., Райков С.Н. Особенности измерения полного поглощения в селективной внутрирезонаторной лазерной спектроскопии. //ЖПС. 2000. Т.67. №3. с.327-332.

68. Лукьяненко С.Ф., Макагон М.М., Синица Л.Н. Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия, Новосибирск 1985.

69. Мазинг М.А., Слемзин В.А. Экспериментальное исследование абсолютных населенностей уровней атомов гелия в импульсном разряде. // Труды ФИАН им. П.Н.Лебедева. 1980. Т.119. С.185-200.

70. Егоров B.C., Козлов Ю.Г., Шухтин A.M. О концентрации возбужденных атомов при импульсном разряде в гелии. //Оптика и спектр. 1964. Т. 17. №1. С. 154-156.

71. Крюков П.Г., Подмарьков Ю.П., Фролов М.П. Go: Mg ¥2-лазер в методе внутрирезонаторной спектроскопии. // Известия РАН, серия физическая. Т.63. №4. С.767.

72. Bray I., Fursa D. V. Calculation of electron scattering from the matastable states of helium. // J. Phys. B. 1997. V.30. L.757-785.

73. Smith David J., Whitehead Colin I., Stewart R. Complementary optical diagnostics for determination of rate coefficients and electron temperatures in noble gas discharges. // Plasma Sources Sci. and Technol. 2002. V.ll. N.l. 1. 115-126.

74. Baker K.L. Curvature wave-front sensors for electron density characterization in plasmas. //Rev. Sci. Instrum. 2003. V.74. N.12. L.5070-5075.

75. Бакланов Е.Б., Денисов A.B. Методы лазерной спектроскопии высокого разрешения атома гелия. // Известия РАН, серия физическая, 1999. Т.63. №4. С.753-760.

76. Apolonsky А.А. а.р. Giant Coulomb broadening and Raman lasing in ionic transitions. //Phys. Re v. A. 1997. V.55. №1. P.661-667.

77. Бабин C.A., Каблуков С.И., Кобцев C.M. Параметры метастабильных уровней Aril в газоразрядной плазме. //Оптика и спектроскопия. 1998. Т.85. С.915-920.

78. Бочкова О.П. Толмачев Ю.А. Тушение метастабильных атомов инертных газов при столкновениях с электронами тепловых энергий. //Оптика и спектроскопия. 1999. Т.86. №6. С.898-911.

79. Linrylo R., Bielski A. Effect of dissociative recombination on spectral line profiles in neon glow discharge. // J. Phys. B. 1994. V.18. C.4181-4193.

80. Справочник констант элементарных процессов с участием атомов, ионов, электронов, фотонов. / Под ред. А.Г. Жиглинского СПб.: Изд-во СпбГУ. 1994. гл.2. С.24.

81. Митюрева А.А., Смирнов В.В. Аппроксимация энергетических зависимостей сечений электронного возбуждения атомных уровней гелия из метастабильных состояний. //Оптика и спектроскопия. 1999. Т.86. №6. С.933-937.

82. Ашурбеков Н.А. и др. Влияние поперечного магнитного поля на заселенности метастабильных состояний атомов гелия в наносекундном разряде. // Известия РАН, серия физическая. 2000. Т.64, №7. С. 13551362,

83. Stepanovic М. et al. Integral cross sections for electron-impact excitation of the 33S and 3!S states of He near threshold. //J. Phys. B. 2006. V.39. 1.6. L. 1547-1561.

84. Рубцова H.H., Василенко JI.C., Хворостов Е.Б. Поиск и исследование долгоживущих состояний в газе методом нестационарной спектроскопии. //Известия РАН. Серия физическая. 1999. Т.63. №4. С. 761-766.

85. Чайка М.П. Интерференция вырожденных атомных состояний. Л.: Изд. ЛГУ. 1978.

86. Спектроскопия газоразрядной плазмы. / Под ред. Пенкина Н.П. Л.: Изд-во ЛГУ, 1980. 53с.

87. Егоров B.C., Киндель Е., Лофхаген Д., Шимке К. Наблюдение релаксационных максимумов заселенностей метастабильных атомов методом крюков Рождественского при импульсном периодическом разряде в ксеноне. //Оптика и спектроскопия. 1999. Т.86. №2. С. 198-202.

88. Lisitsyn I.V., Kohno S., Kawanchi Т/ et al. Interferometer Measurements in Pulsed Plasma Experiments. //Jap. J. Appl.Phys. Pt.l. 1997. V.36. №11. P.6986.

89. Бычков В.Л., Васильев M.H., Зуев А.П. Экспериментально-теоретическое исследование свойств приповерхностной электронно-пучковой плазмы азота. //ТВТ. 1994. Т.32. №3. С.323-333.

90. Ершов А.П., Мальков М.А. Нетрадиционные способы измерений характеристик плазмы и их практическая реализация. //Известия вузов. Физика. 1990. №12. С.66-71.

91. Бабич Л.П., Лойко Т.В., Тарасова Л.В. О генерации электронов аномальной энергии при наносекундных разрядах в плотных газах. //ЖТФ, 1978, Т.48, в.8, С.1617-1621.

92. Павловский А.И. Бабич.Л.П., Лойко Т.В., Тарасова Л.В. Убегание электронов в газовых разрядах и происхождение минимума U(pd). Физика и техника высоких плотностей электромагнитной энергии.: Сб. научных трудов./РФЯЦ-ВНИИЭФ. Саров. 2003. С. 283-287.

93. Babich L.P. et al. Comparison of relativistic runway electron avalanche rates obtained from Monte-Carlo simulations and kinetics equation solution. //IEEE Trans. Plasma. Sci. 2001. V.29. N.3. L.430-438.

94. Бойченко A.M. Ткачев A.H. Яковленко С.И. Коэффициент Таунсенда и убегание электронов в электроотрицательном газе. //Письма в ЖТФ. 2003. Т.78. №11. С.1223-1227.

95. Костыря И.Д., Тарасенко В.Ф., Ткачев А.Н., Яковленко С.И. Рентгеновское излучение при формировании объемных разрядов наносекундной длительности в воздухе атмосферного давления. //ЖТФ. 2006. Т.76.№3. С.64-69.

96. Газовые и плазменные лазеры / Под ред. С.И. Яковленко. М.: Наука. 2005. 820 с,

97. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука. 2004. 704с.

98. Атаманов В.М. Генерация рентгеновского излучения в плазме пучково-плазменного разряда в стационарных условиях.//Вопросы атомн. Науки и техн. Сер. Термоядерный синтез. 2001. №3. С. 30-36.

99. Блохин М.А. Физика рентгеновских лучей. М.: ГИТТЛ. 1957. 518с.

100. Starikovskaia S.M., StarikovskiiA.Yu. Numerical modeling of the electron energy distribution function in the electric field of a nanosecond pulsed discharge, //J. Phys. D. 2001. V.34. N.23. L. 3391-3399.

101. Тарасенко В.Ф. Яковленко С.И. Механизм убегания электронов в плотных газах и формирование мощных субнаносекундных электронных пучков. //УФН. 2004. Т. 174. №9. С.954-994.

102. Юб.Бохан А.П., Бохан П.А., Закревский Дм. Э. Эффективная генерация электронных пучков в аномальном разряде с повышенной фотоэмиссией катода. //Письма в ЖТФ, 2003, Т.29, в.20, С.81-87.

103. Бохан П.А., Закревский Дм.Э. Механизм аномально высокой эффективности генерации электронного пучка в открытом разряде. //Письма в ЖТФ. 2002. Т.28. Вып.И. с.21-27.

104. Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И., Орловский В.М., ТкачевА.Н. О влиянии напряжения на формирование субнаносекундного электронного пучка в газовом диоде. //Письма в ЖТФ. 2004. Т.ЗО. вып.8. С.68-70.

105. Тарасенко В.Ф., ТкачевА.Н. Моделирование электронной лавины в гелии. //ЖТФ. 2004. т.74. вып.З. С.91-98.

106. Бабич А.П. Анализ нового механизма убегания электронов и рекордных токов убегающих электронов, достигнутых в разрядах в плотных газах. //УФН. 2005. Т.175. №10. С.1069-1091.

107. Ш.Ткачев А.Н., Яковленко С.И. Объемное рентгеновское излучение быстрых электронов при высоковольтном наносекундном пробое плотных газов. //ЖТФ. 2006. Т.76. Вып. 11. с.130-134.

108. Голубев А.И. Ивановский А.В., Соловьев А.А., Терехин В.А., Шорин И.Т. Одномерная модель для описания быстрых волн пробоя в длинныхразрядных трубках. //Вопросы науки и техники. Сер. «Теоретическая и прикладная физика». 1985. Т.2. №17.

109. Коновалов В.П. Деградационный спектр электронов в азоте, кислороде и воздухе. //ЖТФ. 1993. Т.63. №23.

110. SHnker S.P., АН A.W., Taylor R.D. High-energy electron beam deposition and plasma velocity distribution in partially ionized N2. HI. Appl. Phys.B. 1990. V.67. P.679.

111. Александров H.JI., Сон Э.Е. Энергетическое распределение и кинетические коэффициенты электронов в газах в электрическом поле / В сб.: Химия плазмы. Под.ред. Смирнова Б.М. М.: Атомиздат. 1980. Т.7. №35.

112. Пб.Мустафаев А.С., Мезенцев А.П., Федоров В.П. Зондовая диагностика угловой структуры функции распределения электронов в анизотропной плазме. //Зап. горн, ин-та. 2005. Т. 163. С. 102-195.

113. Коновалов В.П., Скорик М.А., Сон Э.Е. Нестационарный деградационный спектр электронов в молекулярном азоте. //Физика плазмы. 1992. Т. 18. С.778.

114. Славин Б.Б., Сопин П.И. Пробой нейтрального газа ионизующими волнами градиента потенциала отрицательной полярности. //ТВТ. 1992. Т.ЗО. №1.

115. Бабич Л.П., Куцык И.М. Численное моделирование наносекундного разряда в гелии при атмосферном давлении развивающегося в режиме убегания электронов. //ТВТ. 1995. Т.ЗЗ. №2. С.191-199.

116. Boutine O.V., Kostioutchenko S.V., Krasnoshub A.V., Vasilyak L.M. Propagation of Fast ionization Wave Through Electronegative Gas (chlorine). //J. Phys. D: Appl. Phys. 2000. V.33. P.791.

117. Ш.Бутин O.B., Василяк Л.М. Движение высокоскоростной волны ионизации в разрядной трубке. //Известия РАН, серия физическая. 1999. Т.63. №11. С.2284-2288.

118. Голубовский Ю.Б., Нисимов С.У., Дорохова И.А. Самосогласованный механизм поддержания ионизационных волн в разряде низкого давления. //ЖТФ. 1997. Т.67. №2. С.24-30.

119. Бобров Ю.К., Юргелас Ю.В. Применение схем высокого разрешения в задачах моделирования ионизационных волн газового разряда. //Журнал вычислительной математики и математической физики, 1998. Т.38. №10. С.1721-1731.

120. Биберман Л.М., Норман Г.Э. Непрерывные спектры атомарных газов и плазмы. //УФН. 1967. Т.91. №2. С. 193.

121. Дьячков Л.Г., Кобзев Г.А., Панкратов П.М. Анализ экспериментальных данных по непрерывному спектру излучения плотной плазмы инертных газов. //ТВТ. 1996. Т.34. №6. С.867-874.

122. Кудрявцев А.А., Скребов В.Н. К вопросу о критериях равновесного распределения атомов по возбужденным состояниям в низкотемпературной плазме. //ТВТ. 1981. Т. 19. №6. С.1127-1134.

123. Pindsola M.S., Robinheax F.J. Time-dependent closs-coupling calculations for the electron-impact ionization of helium. //Phys. Rev. A. 2000. V.61. N.5. L.552-571.

124. Струнин B.H., Худайбергенов Г.Ж., Шкуркин B.B. Программа расчета энергетического распределения электронов в плазме газового разряда. // Вестник Омского ун-та. 2000. №2.С.27-29.

125. Сидельников Г.Л., Старовойтов А.С. Исследование численных методов при моделировании пучков электронов в одномерной плазме. //Вычисл. Методы и программиров. 2003. Т.4. №2. С. 85 -90.

126. Боровиков П.В. и др. Анализ процесса диффузионного распада остаточной плазмы в пучково-плазменных приборах. // Инж. Физ. 2001. №3. С.52-56.

127. Анисимов В.Ф. и др. О распределении заряженных частиц при распаде плазмы в условиях равномерного распределения зарядов в разрядном промежутке. // Вестник РГРТА. 2001. №8. С.99-101.

128. Kutasi К., Hartman P., Donko Z. Self-consistent modeling of helium discharges: Investigation of the role of He+2 ions. //J. Phys. D. 2001. V.34. N.23. L.3368-3377.

129. Зверева Г.Н. Моделирование низкотемпературной плазмы ксенона и криптона при средних давлениях. Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург. 20002. 21с.

130. Sakai I. Database in low-temperature plasma modeling. // Appl. Surface Sci. 2002. №l.C.327-338.

131. Сафиуллин P.K. Расчет констант скоростей ионизации и диссоциативного прилипания электронов к молекулам в газоразрядной плазме. //Изв. Вузов. Пробл. Энергии. 2001. №7. С.55-63.

132. Бойченко A.M. и др. Кинетические модели некоторых плазменных лазеров, накачиваемых жестким ионизатором. //Труды ИОФАН. 1989. Т.21. С.44- 112.

133. Kenichi N., Masakuzu Sh. Particle modeling of three-body recombination in argon plasma. Repts. Inst. Fluid Sci./ Tohoku Univ. 2000. N.12. L. 153-158.

134. Ynkar H. Improved rates for three-body recombination at low temperature. // J. Phys. Lett. A. 2001. V. 264. N.6. L.465-471.

135. Khare S.P., Surekha Т., Sharma M.K. Electron impact molecular ionization. //J. Phys. B. 2000. V.33. N.2. L.59-61.

136. Michael A. Excitation of the 23S state of helium by electron impact from threshold to 24 Ev: Measurements with the, 'magnetic angle changer'. // J. Phys. B. 2000. V.33. N.6.L.215-220.

137. Kim Yong- Ki, Johnson R., Rudd M. Cross sections for singly differential and total ionization of helium by electron impact. //Phys. Rev. A. 2000. V.61. N.3. L.702-706.

138. Dorn A. Double ionization of helium by electron-impact: Complete pictures of the four-body breakup dynamics. // Phys. Rev. Lett. 2001. V.86. N.17. L.3755-3758.

139. Nady L., Mezei J. Ionization excitation of helium into the np(n=2-5) states. //J. Phys. Lett. A. 1999. V.152. N.6. L. 321-327.

140. Bacchus-Montabonel M.C., Fraija F.J. Influence of metastable atates in electron capture processes. //J. Mol. Struct. Them. 1999. V.493. N.l. L.71-79.о

141. Cvejanovic D. Excitation and polarization of the 3 D state of helium by electron impact. //J. Phys. B. 2000. V.33. N.12. Ь.2265-2278.Друкарев Г.Ф. Столкновения электронов с атомами и молекулами.- М.: Наука, 1978.255 с.

142. Трошин Б.И., Черненко А.А. //Оптика и спектроскопия. 1994. Т.76. №6. С.904.

143. Черненко А.А. Моделирование кинетики возбуждения уровней Не1 и Hell в буферной зоне мощного капиллярного разряда. //Оптика и спектроскопия. 2000. Т.89. №5. С.712-718.

144. Зверева Г.Н. Исследование усилительных свойств газоразрядной плазмы криптона. // Оптика и спектроскопия. 2006. Т.100. №6. с.888-895.

145. А.Шваб Измерения на высоком напряжении. М.:Энергоатомиздат, 1983.

146. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Искровой разряд. Москва. Изд-во МФТИ. 1997. 320 с.

147. Бычков В.Л., Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Кинетические коэффициенты электронов и процессы электрон молекулярных соударений в слабоионизованной плазме. //Химия плазмы. Под ред. Смирнова Б.М. -М.: Энергоатомиздат. 1983.Вып. 10. - С.146-168.

148. Самоваров В.Н. Особенности деонизации криогенной гелиевой плазмы. В.кн.:Химия плазмы, вып.8-М.:Энергоиздат, 1981. С.38-39.

149. Биберман JI.M., Воробьев B.C., Якубов И.Т. Низкотемпературная плазма с неравновесной ионизацией.// УФН, 1979. Т.128, Вып.2.-С. 233-271

150. Биберман JI.M.,Воробьев B.C., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.-Наука 1982.

151. Ашурбеков Н.А.,Егоров В.С.,Борисов В.Б. Исследование процессов релаксации заселенностей возбужденных состояний в плазме мощного импульсного наносекундного разряда в неоне.// Вестник Ленингр. Ун-та.1984.№16С.85-88.

152. Ашурбеков Н.А.,Егоров В.С.,ПасторА.А. Изучение рекомбинацинных процессов заселения возбужденных состояний водорода в мощном импульсном разряде в неоне с примесью водорода. // Вестник Ленингр.Ун-та. 1985. №11. С.84-87.

153. Елецкий А.В., Палкина Л.А., Смирнов Б.М. Явления переноса в слабоионизованной плазме.- М.: Атомиздат, 1975.

154. Латуш Е.Л., Пруцаков О.О., Чеботарев Т.Д. Деионизация плазмы послесвечения за счет ускоренной амбиполярной диффузии. // Квантовой электроники. 2002. Вып.32, №4, с. 1-4.

155. Бейман И.Л., Бородин Д.В. Вайнштейн Л.А. О расчете сечений возбуждения в атомах и ионах методом параметра столкновений. // Краткие сообщ. По физ. ФИАН. 2000. №3. С.3-15.

156. Ш.Девятов A.M., Шибков В.М. Элементарные процессы в ионизованном газе. Учебн. пособие. М.: Изд-во МГУ. 1999. 83С.

157. Горбунов Н.А., Колоколов Н.Б., Латышев Ф.Е. Релаксация температуры электронов в плазме послесвечения инертных газов при повышенном давлении. //ЖТФ. 2001. Т.71. №4. С.28-35.

158. Бейгман И.Л., Бородин Д.В., Вайнштейн Л.А. Сечения и скорости переходов в Не и Не подобных ионах при соударениях с тяжелыми частицами. // Оптика и спектроскопия. 2003. Т.95. №4. С.533-546.

159. Райзер Ю.П. Основы физики газоразрядных процессов. М. Наука. 1980.

160. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.-Наука 1984. 831с.

161. Мотт М., Месси Г. Теория атомных столкновений. -М.: Мир. 1969. -С.756.

162. Хастед Дж. Физика атомных столкновений. -М.: Мир, 1965.- 710 с.

163. Blyum К., Klienpoppen Н. //Phis. Rep., 1979 V.52.№l.-p.23.

164. Анронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. -М.: Наука, 1981.-360 с.

165. Хэссард Б., Казаринов Н., Вэн И. Теория и приложения бифуркации рождения цикла. -М.: Мир, 1985.-308 с.

166. Slevin J.S. //Rep. Progr. Phys., 1984. V.47.-p.461.

167. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. -М.:Наука,1974.-749с.

168. Голанд В.Е., Жилинский А.П., Сахаров С.А. Основы физики плазмы.-М.: Атомиздат, 1977. -384 с.

169. Асиновский Э.И., Василяк Л.М., Марковец В.В. Волновой пробой газовых промежутков. II. Волновой пробой в распределенных системах. //ТВТ, 1983. Т.21, N3.-С.577-590.

170. Френсис Г. Ионизационные явления в газах. -М.: Мир, 1964. -303 с.

171. Волков Е.А. Численные методы. Москва.: Наука. 1987.-248с.