СОВМЕСТНЫЕ ЛОКАЛЬНЫЕ ЗОНДОВЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ В РАЗРЯДЕ С ПОЛЫМ КАТОДОМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью подвижной сборки зонда Ленгмюра и волоконно-оптического датчика проведены одновременные измерения функции распределения электронов по энергиям ФРЭЭ f (u), их концентрации Ne и эмиссионные спектры I (λ) плазмы с пространственным разрешением в разряде в инертных газах пониженного давления, поддерживаемом полым катодом. Динамический диапазон измерений f (u) составляет 5 порядков величины, при этом наблюдаемые диапазоны изменений Ne и I (λ) в пространстве составляют до 3 порядков величины. Обнаружено, что уже малые добавки ксенона к гелию приводят к существенным изменениям вида ФРЭЭ, в том числе в пространстве. В рамках корональной модели (КМ) по измеренным f (u) и Ne рассчитаны пространственные профили I (λ) ряда линий атома Хе в разряде в смеси He:Xe (99:1). Даже в приближении этой простой модели результаты расчета интенсивностей, в целом, удовлетворительно согласуются с измеренными. Обсуждается распространенный метод измерения температур электронов по относительным интенсивностям спектральных линий атомных переходов.

Об авторах

А. В. Бернацкий

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: bernatskiyav@lebedev.ru
Москва, Россия

И. И. Драганов

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: draganov.i@lebedev.ru
Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

И. В. Кочетов

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН; Государственный научный центр РФ “Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований”

Email: kochet@triniti.ru
Москва, Россия; Москва, Россия

В. Н. Очкин

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: ochkinvn@lebedev.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Лохте-Хольтгревен В. Методы исследования плазмы. Спектроскопия, лазеры, зонды / [Ю. Рихтер [и др.]] / Под ред. В. ЛохтеХольтгревена; пер. с англ. под ред. С.Ю. Лукьянова М.: Мир, 1971.
  2. Очкин В.Н. Спектроскопия низкотемпературной плазмы. М.: Физматлит, 2010.
  3. Bernatskiy A.V., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Physics Reports. 2020. V. 46. P. 874. https://doi.org/10.1134/S1063780X20090020
  4. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. М.: Наука, 1980.
  5. Антонов Е.Е., Корчевой Ю.П., Лукашенко В.И. // Теплофизика высоких температур. 1976. V. 14. P. 1151.
  6. Bernatskiy A.V., Ochkin V.N., Bafoev R.N. // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. 2016. V. 43. P. 195. https://doi.org/10.3103/S1068335616060038
  7. Bernatskiy A.V., Ochkin V.N., Kochetov I.V. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2016. V. 49. 395204. https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/39/395204
  8. Bernatskiy A.V., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Physics of Plasmas. 2018. V. 25. 083517. https://doi.org/10.1063/1.5042839
  9. Bernatskiy A.V., Ochkin V.N., Afonin O.N., Antipenkov A.B. // Plasma Physics Reports. 2015. V. 41. P. 705–714. https://doi.org/10.1134/S1063780X15090032
  10. Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Physics Reports. 2022. V. 48. P. 1273. https://doi.org/10.1134/S1063780X22601043
  11. Cox T.I., Deshmukh V.G.I., Hope D.A.O., Hydes A.J., Braithwaite N.S.J., Benjamin N.M.P. // Journal of Physics D: Applied Physics. 1987. V. 20. P. 820. https://doi.org/10.1088/0022-3727/20/7/002
  12. Avaria G., Lunk A., Schr¨oder A., Vinogradov I.P. // Plasma Processes and Polymers. 2009. V. 6. P. S352–S356. https://doi.org/10.1002/ppap.200930804
  13. Gizzatullin A.R., Zhelonkin Y.O., Voznesencky E.F., Gizzatullin A.R. // Journal of Physics: Conference Series. 2019. V. 1328. 012025. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1328/1/012025
  14. Khattak Z.I., Khan A.W., Rahman A.U., Shafiq M. // Plasma Physics Reports. 2020. V. 46. P. 800–814. https://doi.org/10.1134/S1063780X20080036
  15. Park J.M., Song M.A., Chung T.H. // Journal of the Korean Physical Society. 2012. V. 61. P. 376–386. https://doi.org/10.3938/jkps.61.376
  16. Yousif F.B., Mondragon A.B. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2012. V. 40. P. 1715–1723. https://doi.org/10.1109/TPS.2012.2192453
  17. Sahu B.B., Han J.G., Hori M., Takeda K. // Journal of Applied Physics. 2015. V. 117. 023301. https://doi.org/10.1063/1.4905541
  18. Younus M., Rehman N.U., Shafiq M., Hussain S.S., Zakaullah M., Zaka-ul-Islam M // Physics of Plasmas. 2016. V. 23. 083521. https://doi.org/10.1063/1.4960999
  19. Mathioudaki S., Vandenabeele C., Tonneau R., Pflug A., Lucas S. // Journal of Vacuum Science & Technology A. 2019. V. 37. 031301. https://doi.org/10.1116/1.5064690
  20. Abbas Q.A., Ahmed A.F., Mutlak F.A.H. // Optik. 2021. V. 242. 167260. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.167260
  21. Konrad-Soare C.T., Enescu F., Dimitriu D.G., Dobromir M., Teodorescu-Soare E.G., Mazzanti F., Irimiciuc S.A., Ionita C., Schrittwieser R. // Plasma Sources Science and Technology. 2021. V. 30. 085006. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac0fc8
  22. Shumeiko A.I., Telekh V.D., Ryzhkov S.V. // Symmetry. 2022. V. 14. P. 1983. https://doi.org/10.3390/sym14101983
  23. Wang Y., Zhou H.S., Li X.C., Liu H.D., Zhu Y.W., Luo G.N. // Physica Scripta. 2024. V. 99. 065604. https://doi.org/10.1088/1402-4896/ad4290
  24. Oshio Y., Masuyama S., Watanabe H., Funaki I. // Journal of Electric Propulsion. 2025. V. 4. P. 15. https://doi.org/10.1007/s44205-025-00115-3
  25. Sigeneger F., Winkler R. // The European Physical Journal Applied Physics. 2002. V. 19. P. 211–223. https://doi.org/10.1051/epjap:2002068
  26. Hippler R., Cada M., Hubicka Z. // Plasma Sources Science and Technology. 2021. V. 30. 045003. https://doi.org/10.1088/1361-6595/abe0cc
  27. Yang Y., Wu Z., Huang T. // Plasma Sources Science and Technology. 2024. V. 33. 125008. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ad99fe
  28. Poluektov N.P., Tsar’gorodsev Y.P., Usatov I.I., Evstigneev A.G., Kamyschov I.A. // Plasma Sources Science and Technology. 2015. V. 24. 035009. https://doi.org/10.1088/0963-0252/24/3/035009
  29. Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2024. V. 44. P. 651–666. https://doi.org/10.1007/s11090-023-10378-z
  30. Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2025. V. 45. P. 993. https://doi.org/10.1007/s11090-025-10552-5
  31. Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2020. V. 180. 109616. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109616
  32. Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2022. V. 206. 111514. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111514
  33. Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2024. V. 226. 113338. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2024.113338
  34. Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2025. V. 235. 114162. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2025.114162
  35. Bernatskiy A.V., Draganov I.I., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. // Vacuum. 2024. V. 225. 113279. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2024.113279
  36. Gamez G., Frey D., Michler J. // Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 2012. V. 27. P. 50–55. https://doi.org/10.1039/c1ja10241a
  37. Florkowski M. // Measurement. 2020. V. 164. 108070. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108070
  38. Apetrei R., Alexandroaei D., Luca D., Balan P., Ionita C., Schrittwieser R., Popa G. // Japanese Journal of Applied Physics. 2006. V. 45. P. 8128. https://doi.org/10.1143/JJAP.45.8128
  39. Lazzaroni C., Chabert P., Rousseau A., Sadeghi N. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2010. V. 43. 124008. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/12/124008
  40. Dixon S., Charles C., Dedrick J., Gans T., O’Connell D., Boswell R. // Applied Physics Letters. 2014. V. 105. 014104. https://doi.org/10.1063/1.4889916
  41. Ismagilov R.R., Loginov A.B., Malykhin S.A., Kleshch V.I., Obraztsov A.N. // Instruments and Experimental Techniques. 2021. V. 64. P. 700. https://doi.org/10.1134/S0020441221040175
  42. Dyachenko A.A., Pinchuk M.E. // Journal of current research in instrumentation. 2024. V. 3. P. 56-62. https://doi.org/10.31799/2949-0693-2024-1-56-62
  43. Godyak V.A., Alexandrovich B.M. // Journal of Applied Physics. 2015. V. 118. 233302. https://doi.org/10.1063/1.4937446
  44. NIST Atomic Spectra Database Lines Data. https://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html
  45. Heylen A.E.D., Lewis T.J. // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. 1963. V. 271. P. 531. https://doi.org/10.1098/rspa.1963.0034
  46. Hashiguchi S. // IEEE Transactions on Plasma Science. 1991. V. 19. P. 297. https://doi.org/10.1109/27.106827
  47. Roberts T.D., Burch D.S. // Physical Review. 1966. V. 142. P. 100. https://doi.org/10.1103/PhysRev.142.100
  48. Mizeraczyk J., Urbanik W. // Journal of Physics D: Applied Physics. 1983. V. 16. P. 2119. https://doi.org/10.1088/0022-3727/16/11/015
  49. Mizeraczyk J. // Journal of Physics D: Applied Physics. 1984. V. 17. P. 1647. https://doi.org/10.1088/0022-3727/17/8/017
  50. Mizeraczyk J. // Zeitschrift f ¨ur Naturforschung A. 1987. V. 42. P. 587. https://doi.org/10.1515/zna-1987-0611
  51. Fischer R., Dose V. // Plasma physics and controlled fusion. 1999. V. 41. P. 1109 https://doi.org/10.1088/0741-3335/41/9/304
  52. Biagi-v8.97 (Magboltz version v8.97) database, www.lxcat.net, retrieved on March 26, 2025.
  53. BSR (Quantum-mechanical calculations by O. Zatsarinny and K. Bartschat) database, www.lxcat.net, retrieved on March 26, 2025.
  54. Andreev S.N., Bernatskiy A.V., Dyatko N.A., Kochetov I.V., Ochkin V.N. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. P. 1031. https://doi.org/10.1134/S1063780X23600846

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025