Главная > Газовые лазеры
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

13.4.3. Требования к предыонизации

13.4.3.1. Минимальная плотность предыонизации

Выше при рассмотрении формирования разряда мы предполагали, что плотность электронов и ионов, создаваемая источником предыонизации, и возникающая при этом плазма тлеющего разряда являются пространственно-однородными как на микроскопическом, так и на макроскопическом уровне. В данном разделе мы кратко обсудим влияние недостаточной величины плотности предыонизации на формирование и устойчивость разряда. Наше рассмотрение во многом основывается на работе Леваттера и Лина [84], которые в свою очередь руководствовались работой Палмера [111]. Херцигер и др. [65] приводят аналогичное рассмотрение. Несколько другим является подход, предложенный Карнюшиным и др. [73].

Основные идеи, которые использовали Леваттер и Лин [84], заимствованы из теории стримерного пробоя. Они отмечают, что каждый рожденный источником предыонизации электрон дает начало электронной лавине. По мере развития этих лавин плотность заряженных частиц в каждой лавине возрастает. Если лавины находятся слишком далеко друг от друга, это нарастание приведет к искажению пространственным зарядом поля около каждой верхушки стримера и к возникновению неоднородного тлеющего разряда, состоящего из многих параллельных нитей. Условия, соответствующие началу перекрывания отдельных лавин, когда поле, обусловленное пространственным зарядом, равно внешнему приложенному полю, берутся в качестве критерия оценки минимальной плотности предыонизации. Леваттер и Лин [84] предположили, что внешнее поле увеличивается линейно, и вывели аналитические выражения, с помощью которых можно вычислить 1) критическую длину лавинного трека, для которой выполняется упомянутое выше условие,

2) соответствующий критический радиус верхушки лавины, 3) путь, который проходят электроны при увеличении поля от нуля до предельного значения, 4) минимальную плотность предыонизации и

5) размножение лавин, которое возникает при достижении

лавинной критической длины. Эти авторы указывают на то, что электроны будут удаляться из области, прилегающей к катоду, если источник предыонизации отключить до того, как поле достигнет величины (E/N); этот эффект Леваттер и Лин учитывают в своей модели лишь приблизительно.

В результате проведенного анализа Леваттер и Лин пришли к вывойу, что для смеси при атмосферном давлении, когда время нарастания напряжения увеличивается от 1 не до 1000 не, минимальная плотность предыонизации уменьшается от до . Предсказанное ими уменьшение минимальной плотности предыонизации с увеличением времени нарастания напряжения объясняется тем, что при большем времени нарастания напряжения радиус верхушки лавины имеет больше времени для диффузионного роста. Эти авторы, сравнивая результаты своей теории с многочисленными экспериментальными данными, показали также, что их теория может предсказать условия, при которых будет формироваться однородный тлеющий разряд.

13.4.3.2. Требования к предыонизации на макроскопическом уровне

Макроскопические неоднородности обусловлены 1) применением источников предыонизации, состоящих из набора дискретных излучателей, 2) неоднородностью источников ионизующих частиц или источников излучения, имеющих большую площадь, и 3) поглощением излучения источников предыонизации или ионизующих частиц активной средой газовых лазеров.

Влияние этих макроскопических неоднородностей предыонизации на процесс формирования разряда зависит от того, является ли предыонизация неоднородной в направлении, параллельном или перпендикулярном внешнему электрическому полю. В направлении, параллельном внешнему полю, предыонизация может быть и неоднородной, поскольку пространственный заряд локально искажает поле, изменяет локальную скорость ионизации и создает однородную плазму разряда даже при наличии неоднородной предыонизации. Этот вопрос теоретически рассматривали Клайн и Дэн [74]. Экспериментальное подтверждение своих теоретических результатов они приводят в работе [42]. В этих экспериментах источник предыонизации представлял собой плоскую решетку из искровых разрядников, создававшую однородную в поперечном направлении плотность предыонизации. Светимость разряда и коэффициент усиления активной среды исследуемого ими электроразрядного СО2-лазера были однородными в объеме

Дэн и Клайн [42] на той же установке изучали влияние поперечной неоднородности предыонизации, что осуществлялось путем отключения половины плоской решетки искровых разрядников. В этом случае оказалось, что расчетные значения плотности предыонизации и измеренные светимости разряда ведут себя аналогичным образом. Полностью развившийся разряд появляется только в той половине разрядного объема, которая была подвергнута сильной предыонизации.

Эти результаты свидетельствуют о том, что поперечная однородность предыонизации играет важную роль, и подтверждают теоретически предсказанное явление сглаживания при формировании разряда неоднородностей предыонизации в параллельном внешнему полю направлении. Когда предыонизация и возникающий тлеющий разряд являются неоднородными в поперечном к полю направлении, энерговклад будет также неоднородным. Обнаружено, что порог образования дуги пропорционален энерговкладу [75, 106]. Следовательно, в поперечно неоднородном разряде переход в- дугу произойдет при меньшем среднем энерговкладе.

13.4.4. Влияние приэлектродных областей на формирование и устойчивость тлеющего разряда

В процессе формирования разряда около обоих электродов формируются слои пространственного заряда [39, 102]. Известно, что эти тонкие слои представляют собой области, в которых по сравнению с положительным столбом энерговклад значительно выше. Кулик и др. [39] и Печерский и др. [116] наблюдали акустические волны, возникающие из-за перегрева газа в области, прилегающей к электродам. Экспериментальные наблюдения показали также, что образование дуги наблюдается сначала именно в приэлектродных областях [98, 101]. Более того, эти авторы связывают формирование дуги с увеличением поля на локальных микровыступах или неоднородностях поверхности электродов. Было показано, что полирование поверхности электродов подавляет формирование дуги [46].

Существующая ныне картина формирования приэлектродных областей неполна, хотя в последнее время появилось несколько работ, посвященных свойствам этих слоев [33, 82, 90, 102, 146] и газодинамическим явлениям, имеющим место около электродов [39, 90, 116]. Можно ожидать, что на формирование приэлектродных слоев влияют как свойства вторичной эмиссии катода, так и его микроструктура.

По-видимому, наши возможности по созданию однородных тлеющих разрядов больших объемов для применения в лазерах будут возрастать, по мере того как будет углубляться наше понимание свойств приэлектродных областей и когда мы сможем управлять ими.

1
Оглавление
email@scask.ru