Объемный разряд
Cтраница 1
Объемные разряды в плотных газах, используемые в качестве активной среды газовых4 лазеров, могут быть как самостоятельными, так и несамостоятельными. При несамостоятельном разряде проводимость в газовой среде создается внешним источником ионизации, а разрядный ток течет за счет приложенного электрического поля с напряженностью, недостаточной для эффективной ударной ионизации. Несамостоятельный характер разряда позволяет работать при оптимальном для возбуждения верхнего лазерного уровня значении параметра Е / р, а также препятствует развитию различного рода неустойчивостей. В качестве источника внешней ионизации могут быть использованы пучки быстрых электронов и протонов и продукты ядерных реакций. [1]
Значительное внимание уделяется исследованию самостоятельного объемного разряда в многокомпонентных смесях, инициированного УФ излучением и интенсивным электронным пучком. [2]
С ростом обратного напряжения емкость варикапа уменьшается, так как расширяется область объемного разряда p - n - перехода, а следовательно, увеличивается его толщина. [3]
Система электрического питания должна обеспечить такое значение параметра Е0 / р, при котором время, необходимое для достижения концентрации электронов neQ 1012 см-3, обеспечивающей формирование катодного падения и устойчивого горения объемного разряда, меньше, чем время развития стриммера из одиночной лавины. Для того чтобы достичь им ж 1012 см-3 нужна большая напряженность поля на начальной стадии, в то время как для поддержания разряда требуется меньшая напряженность. Чем меньше значение neQ, тем большие поля необходимы для создания рабочей концентрации электронов. Таким образом, рост ведет к более однородному распределению разряда в объеме, а также позволяет уменьшить поле на первой стадии разряда и, в конечном итоге, позволяет увеличить энергию, вводимую в разряд. [4]
В этих лазерах длительность существования объемного разряда в активной среде практически полностью определяется длительностью инжекции электронного пучка; основной вклад энергии в газ происходит именно за это время. Такой режим возбуждения электроионизационного лазера называют квазистационарным. [5]
Разрешающая способность измерений, зависящая от диаметра подвижного зонда и толщины слоя объемного заряда вокруг него, составляла в наших опытах десятые доли миллиметра. Ошибка, связанная с неточностью системы перемещения зонда, еще больше ухудшала разрешающую способность. Поэтому в высокочастотном раз ряде, где толщина слоя объемного разряда у электрода очень мала, получить ход потенциала в этом слое не удалось. [7]
В результате выполнения условий самоподдержания в катодном слое отпадает необходимость поддержания больших электрических полей во всем межэлектродном зазоре. Таким образом, возрастание тока в таунсендовском разряде приводит к резкому переходу разряда в новую форму, называемую тлеющим разрядом. Он состоит из обеспечивающей самоподдержание тока узкой прикатоднои области повышенного поля, узкой и слабо влияющей на протекание тока области отрицательного объемного разряда вблизи анода и замыкающей основную часть разрядного промежутка области однородной в направлении тока квазинейтральной плазмы, называемой положительным столбом. Изменение длины разрядного промежутка при сохранении тока разряда сопровождается изменением длины положительного столба и сохранением структуры и значения полей в приэлектродных зонах. [8]
 |
Схема TEA CO2 - лазера с ионизацией рабочего объема пучком электронов. [9] |
Предыонизация вспомогательным разрядом осуществляется в приэлектродной области основного разрядного промежутка с использованием рабочей поверхности одного из электродов основного разряда. Системы такого типа обычно называют лазерными с двойным разрядом. В последнем варианте используются также сплошные электроды в каждой ячейке. В работе [57] продемонстрирована возможность каскадного включения двух объемных разрядов, разделенных общим сетчатым катодом. [10]
При изучении фотографии создается оптическая иллюзия, что имеются пути разряда, которые пересекают друг друга; это происходит вследствие наложения двух картин - одной на верхней и другой на нижней поверхности среза флюорита. На верхней поверхности видна сложная картина; она повторяет в основном картину, появившуюся на нижней поверхности. Однако картина на нижней поверхности не расположена прямо под картиной верхней, а смещается в одну сторону на такое расстояние, что пути 100 объемного разряда, если они существуют, будут соединять две картины. В некоторых случаях на нижней поверхности наблюдается двойной рисунок, состоящий из параллельных путей, которые отклоняются к каждой стороне пути разряда на верхней поверхности. Этот результат согласуется с тем, что в кристалле существуют три эквивалентных направления 110 объемного пробоя; с этими направлениями могут пересекаться только два пути на нижней поверхности. Было замечено, что ориентация путей на нижней поверхности была случайной, за исключением тех путей, которые находились поблизости от первичных путей, расположенных на верхней поверхности. [11]
Такое же соотношение автоматически устанавливается и между значениями мощности, выделяемой в балластных резисторах и в зоне разряда. В лазере Болье при разряде конденсатора ( С 0 02 мкФ), заряженного до 25 кВ, на разрядный промежуток ( d 2 5 см, L 1 5 м) в смеси газов СО2 s N2 s Не 1 2 s I s 10 был получен импульс излучения с энергией 0 15 Дж и токовой мощностью 0 5 МВт. В последующих системах с секционированными катодами для увеличения КПД лазера вместо резисторов использовались индуктивности и емкости, а для увеличения рабочего объема лазера и улучшения однородности разряда применялись многоразрядные катоды, электроды со спиральным расположением относительно оси лазера. Однако такие лазеры имеют достаточно хорошие характеристики только при давлениях 0 5 - 10 Па; при более высоких давлениях размер каналов распределенного разряда уменьшается, что приводит к повышению температуры в отдельных токовых шнурах и уменьшению эффективной длины активной среды. Более перспективными в этом отношении представляются устройства, в которых однородное развитие разряда достигается за счет предварительной ионизации газа в разрядном промежутке. Достижения в области физики и техники импульсных газоразрядных лазеров в значительной мере связаны с разработкой способов зажигания объемных разрядов высокого давления. [12]
Страницы: 1