Оптические разряды

При к 1 возбуждается низкочастотный разряд, при к > 1 высокочастотный разряд, при к 1 имеют место ультравысокочастотные (УВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ) разряды при А < 1 возникает пространственный СВЧ-разряд, а при к 1 — оптический разряд. [c.92]

Рис. 2.39. Схема эксперимента по генерированию оптического разряда сгусток плазмы слегка сдвинут из фокуса в сторону источника лазерного излучения

Оптический метод получения плазмы очень прост (если, разумеется, абстрагироваться от самого лазера и оптического канала для ввода лазерного излучения в технологический объем) и формально не требует никаких структурных элементов, в отличие от электрических разрядов (электроды, индукторы, волноводы и пр.). В указанном частотном диапазоне достижима электродинамическая стабилизация разряда. Через оптический разряд можно организовать поток вещества и получить поток плазмы, как и в обычном плазмотроне (рис. 2.40). Особенность системы лазер-разряд заключается в том, что параметры разряда не влияют на режим работы источника энергии (т. е. развязаны ). Специфическая особенность лазерной плазмы температура 15000 -Ь 20000 К, превышающая в 2 -Ь 4 раза температуру электрических разрядов. Действительно, температура электродуговых разрядов на постоянном токе достигает при атмосферном давлении 10000 К примерно таков же уровень температуры высокочастотных разрядов при атмосферном давлении микроволновые разряды характеризуются температурой 5000 К. Объяснение этого явления лежит в изменении прозрачности плазмы по отношению к оптическому излучению в соответствии с зависимостью / 1 ос где — коэффициент поглощения плазмы и — круговая частота 16]. Если частота не слишком велика, то энергия внешнего поля эффективно рассеивается в поглощающей среде, даже при не слишком высокой ионизации. Поле из-за наличия скин-эффекта для частотных разрядов не проникает в сильно ионизованную среду, что в целом ограничивает диссипацию энергии и нагрев. Диссипация на [c.93]

Верхний предел температур ограничен при высоких давлениях значениями 13000 ч- 15000 К из-за радиационных потерь. Оптический разряд испускает ослепительно яркий свет, непереносимый для незащищенного глаза. Предсказываются температуры 25000 -Ь 30000 К для гелиевой плазмы при давлении [c.94]

Рис. 2.41. Фотография непрерывного стационарного оптического разряда

На рис. 2.41 показаны фотографии непрерывно горящего оптического разряда, па рис. 2.42 — температурное поле разряда. Температуру измеряли по континууму излучения в узком интервале длин волн вблизи Л = 5125 А и интенсивности излучения спектральных линий атомов и ионов азота. Центр плазменного сгустка на рис. 2.41 сдвинут на 1,1 см к источнику излучения. Температура в центре сгустка при Р = = 2 атм была равна 18000 К в Аг, 14000 К в Хе. Нри Р = 6 атм в Н2 температура равна 21000 К, в N2 при 2 атм — 22000 К. Температура всегда падает монотонно от центра к периферии плазменного сгустка. Размеры сгустка всегда находятся в пределах 3 -Ь 15 мм, плазма вытягивается вдоль оптической оси. Очень важные в практическом отношении зависимости показаны на рис. 2.43 — пороговые мощности лазеров при возбуждении оптических разрядов в различных газах в зависимости от давления. Во всех исследованных газах пороговая мощность лазера резко возрастает с давлением. [c.96]

Основой для создания низкотемпературной плазмы является газоразрядная техника, в частности, плазмотроны или плазменные генераторы. Вид их зависит от того, какой тип разряда в них используется. Практическое применение находят устройства, использующие дуговой, высокочастотный, сверхвысокочастотный и, в некоторых случаях, оптический разряды. В настоящее время наибольшее распространение получили электродуговые и высокочастотные плазмотроны. [c.442]

Рис. 13. Схема источника пучка атомов О с использованием непрерывного оптического разряда [90]

На рис. 13 показана схема такого источника пучка, предложенного в работе [90]. Как видно из схемы, принцип работы источника состоит в поддержании непрерывного оптического разряда газа в области, близкой к соплу. Разряд зажигается при помощи высоковольтного электрода и поддерживается излучением лазера на СОг, сфокусированного на оси сопла. Перемещение положения фокуса позволяет менять расстояние от зоны разряда до сопла вплоть до сдвига области разряда на срез сопла. Ски мирование выходящего из сопла факела позволяет получить пучок атомов с высокой энергией. Авторы этой конструкции использовали СОг-лазер для поддержания плазмы в Хе или смеси Хе и Ог при давлении торможения [c.152]

Энергию вводят в плазму при помогци луча лазера, сконцентрированного в какой-то точке объема, изолированного от окружаюгцей среды соответствуюгцим ограждением или без него [16]. Схема эксперимента по возбуждению оптического разряда показана на рис. 2.39. Разряд горит в фокусе или вблизи пего, если плотность потока могцности достаточно велика. В качестве источника энергии используется газовый лазер на СО2, дающий излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Коэффициент поглощения светового излучения в плазме круто падает с увеличением частоты. Поэтому возбуждение оптического разряда на частотах видимого света потребовало бы мощности, превышающей мощность излучения в инфракрасном диапазоне в 10 Ч-10 раз. [c.93]

Рис. 2.42. Измеренное пространственное распределение температуры в непрерывном оптическом разряде в воздухе при давлении 1 атм разряд получен с помощью СОз-лазера мощностью 6 кВт луч движется справа налево эффективная граница сходящегося светового канала показана пунктиной линией внизу изотермы, х — оптическая ось, г — радиальное расстояние от оси вверху — распределение Т(х) вдоль оси луча

Рис. 2.43. Пороговая мощность, требуемая для ноддержания непрерывного оптического разряда в различных газах (нижние ветви кривых). Верхние границы существования разрядов в N2 и Аг (верхние ветви кривых). Границы области Ро лежат между верхней и нижней кривыми

Справочник химика 21

Химия и химическая технология