Научный архив: статьи

Исследованы оптические свойства наносекундных разрядов, возбуждаемых импульсами напряжения длительностью 0,7 и 13 нс, в воздухе с различной влажностью при атмосферном давлении. Изучен переход от диффузного разряда к контрагированному, который имеет неоднородное распределение излучения по длине промежутка. Получены оптические эмиссионные спектры плазмы данных разрядов в различных режимах. Подтверждено, что при наносекундном пробое возникает диффузный «канал» плазмы (диффузный разряд) в результате слияния встречных стримеров большого диаметра. Установлено, что при относительно большой длительности импульса в промежутке вначале формируется диффузный разряд, который затем контрагирует. Канал разряда при этом состоит из отдельных филаментов и характеризуется свечением белого цвета. Показано, что спектры излучения плазмы диффузного и контрагированного разрядов отличаются друг от друга наличием широкополосного континуума, а также интенсивных атомарных и ионных линий кислорода, азота, водорода и материала электродов. Установлено, что увеличение относительной влажности воздуха повышает спектральную плотность энергии излучения атомов и ионов металла и широкополосного излучения. Выдвинуто предположение, объясняющее появление широкополосного континуума во влажном воздухе при контрагированном разряда.

Проведены экспериментальные исследования температурных характеристик нового типа плазменной струи — апокампа в воздухе атмосферного давления. Для этого предложена и апробирована методика построения «температурных карт», и с её помощью показано, что плазма в апокампе имеет большой температурный градиент с температурой в конце струи около 100 оС при температуре канала разряда около 1300 оС.

В однобарьерном разряде с обострением напряжения и низкими расходом газа (до 1 л/мин) в щелевой геометрии разрядной зоны сформированы плоские плазменные струи атмосферного давления в воздухе, имеющие ширину до 3 см и длину до 4 см. Измерены энергетические, температурные и спектральные характеристики полученных струй. Спектр излучения содержит интенсивные максимумы, соответствующие электронно-колебательным переходам второй положительной системы молекулярного азота N2 (C3Πu → B3Πg) и сравнительно слабые линии переходов первой положительной системы иона N2 + (B2Σ+ u → X2Σ g). На примере инактивации культуры Staphylococcus aureus (штамм АТСС 209) показано, что плазма является источником химически активных частиц, обеспечивающих инактивацию микроорганизмов.

Исследовано свечение алмазов IIа типа (природного и искусственного) под воздействием пучка убегающих электронов субнаносекундной длительности и излучения импульсной KrClэксилампы. Показан существенный вклад катодолюминесценции (КЛ), а также фотолюминесценции (ФЛ) на спектры излучения в области 310–650 нм. Излучения Вавилова-Черенкова (ИВЧ) зарегистрировано только в области 225–310(350) нм и только с помощью монохроматора и ФЭУ. Измерены задержки между импульсами ИВЧ и КЛ. Показано, что коротковолновое ультрафиолетовое излучение усиливает интенсивность ФЛ.

В смесях Xe-Cl2 и Kr-Cl2 получены плазменные струи (апокампы), образующиеся на изгибе канала импульсно-периодического барьерного разряда. Сделана оценка скорости распространения волны ионизации апокампа, лежащая в диапазоне от единиц до сотен км/с. Показано, что добавка электроотрицательного газа к инертным газам (Xe и Kr) определяет формирование апокампа.

Проведены исследования свечения кварца, сапфира и кристаллов MgF2 под воздействием пучка электронов с энергией до 400 кэВ. Во всех образцах зарегистрированы полосы излучения, интенсивность которых в ультрафиолетовой (УФ) области спектра при отсутствии поглощения увеличивается с уменьшением длины волны, а форма импульса излучения в области 200–400 нм соответствует форме импульса тока пучка. Данные полосы были отнесены к излучению Вавилова–Черенкова (ИВЧ). Установлено, что в сапфире и кристаллах MgF2 во время облучения пучком электронов возникает наведённое поглощение, которое существенно влияет на спектр излучения.

Исследованы спектры фотолюминесценции различных образцов полиметилметакрилата (ПММА) при возбуждении излучением KrCl эксилампы на длине волны   222 нм с шириной полосы 2 нм и узкополосным излучением KrCl лазера ( = 222 нм), а также спектры пропускания этих образцов. Установлено, что исследуемые образцы ПММА согласно их спектрам пропускания могут быть сгруппированы в три характерные группы с различной коротковолновой границей пропускания, изменение которой влияет на спектры фотолюминесценции. Показано, что плотность мощности излучения, возбуждающего фотолюминесценцию ПММА, существенно влияет на спектр излучения ПММА в ультрафиолетовой и видимой областях спектра.

Приведены результаты экспериментального исследования воздействия на поверхность плоского заземленного электрода плазмы импульсного высоковольтного разряда наносекундной длительности в воздухе атмосферного давления, возбуждаемого в резко неоднородном электрическом поле. Показано, что при относительно больших межэлектродных расстояниях между острийным катодом и плоским анодом реализуется диффузный разряд, обеспечивающий однородное воздействие плазмы разряда на поверхность анода.