Научный архив: статьи

Представлены результаты экспериментального исследования параметров плазмы, формируемой в узком коаксиальном резонаторе инжектора CERA-RI-2. Определены зависимости газовой и энергети- ческой эффективности формирования ионного потока от массового расхода рабочего газа – Ar.

Предложена расчетно-экспериментальная методика оценки параметров стационарной пучковой плазмы: средних по ее объему концентрации свободных электронов и степени ионизации газовой компоненты. Мощность пучка электронов, как и длина их пробега, находятся по измерениям вольтамперной характеристики и энергетической эффективности генераторов электронных пучков. Степень ионизации смеси газов рассчитана в предположении баланса процессов ионизации и рекомбинации заряженных частиц. Показано, что в плазме, созданной генератором электронного пучка в смеси газов среднего давления, ключевую роль в рекомбинации играет диссоциативная рекомбинация частиц. Даны оценки достоверности исходных допущений. Используя измеренные вольтамперные характеристики, проведены расчеты характеристик плазмы в смеси газов (О2 – 20,9 %, N2 – 78,1 %, пары H2O – 1 %) при давлении от 1 до 2,5 кПа.

Для увеличения плотности элементов микросхем при фотолитографии предложено использовать лазерно-плазменные источники при оптическом пробое. Наивысшая эффективность генерации излучения в рентгеновском диапазоне на длине волны 6,7 нм достигается при использовании плазмы тугоплавких редкоземельных элементов гадолиния и иттербия в газовой фазе. Рассматриваются основные параметры и варианты построения устройства формирования мишени для оптического пробоя на основе аналога – электродугового источника плазмы на парах щелочно-го металла. Проведено исследование требований к устройству: выполнены термо- и газодинамические расчеты и оценки. В качестве нагревателя предложено использовать нагрев генератором электронного пучка на основе открытого разряда в буферном газе. Выполнены расчеты длины пробега электронов и плотности энерговыделения в плазме. Приведены оценки энергетической эффективности создания мишени при нагреве устройства пучком электронов.

На основе экспериментальных исследований показано, что изменение давления воздуха в диапазоне 103—105 Па оказывает слабое влияние на взаимодействие лазерного излучения с длинами волн от 762 до 766 нм с воздухом и образование синглетного кислорода.

На основе разработанной методики моделирования процессов, происходящих при взаимодействии с кислородом воздуха лазерного излучения длиной волны 760-768 нм, определены образующиеся при этом линии синглетного кислорода

Работа посвящена глобальной экологической проблеме — сохранению озонового слоя Земли. Проведен анализ различных пассивных и активных методов восстановления озонового слоя в верхних слоях атмосферы. На базе достижений лазерной и космической техники предлагается оригинальный метод восстановления, основанный на более эффективном использовании солнечной энергии для увеличения скорости образования озона в стратосфере

Представлена первая часть обзора, который посвящен динамическому методу визуализации и измерения пространственного распределения интенсивности миллиметрового (ММ) излучения при помощи оптического континуума (ОК), излучаемого положительным столбом (ПС) разряда постоянного тока в смеси паров цезия с ксеноном. В ней рассмотрены принципы действия и физические основы этого нового метода. Приведено описание разрядной трубки и экспериментальной установки, которые были использованы для создания широкого однородного плазменного слоя с помощью Cs─Xe-разряда при давлении газа 45 Торр. Рассмотрены эксперименты, в которых изучено воздействие ММ-излучения на такой плазменный слой. Обсуждается механизм влияния ММ-излучения на яркость ОК, излучаемого ПС Cs─Xe-разряда, а также причины нарушения локальности связи между интенсивностью MM-излучения и яркостью оптического континуума. Описаны модельные эксперименты по визуализации излучения на выходе рупорных антенн и в квазиоптических пучках, которые показали, что этот метод может быть успешно использован для визуализации электромагнитного излучения средней интенсивности во всем диапазоне ММволн. Метод обладает микросекундным временным разрешением, его пространственное разрешение около 2 мм. Продемонстрировано, что энергетическая чувствительность метода в восьмимиллиметровом и двухмиллиметровом диапазоне не хуже, чем 10 и 200 мкДж/см2 соответственно.

Представлены результаты численного моделирования движения частиц плазмы в плазменном ЭЦР-инжекторе CERA-RI-2. Определены области доминирующих потерь частиц плазмы и интенсивность плазменных и ионных потоков.

Для увеличения плотности элементов микросхем при фотолитографии предложено использовать лазерно-плазменные источники при оптическом пробое. Наивысшая эффективность генерации излучения в рентгеновском диапазоне на длине волны 6,7 нм достигается при использовании плазмы тугоплавких редкоземельных элементов гадолиния и иттербия в газовой фазе. Рассматриваются основные параметры и варианты построения устройства формирования мишени для оптического пробоя на основе аналога – электродугового источника плазмы на парах щелочного металла. Проведено исследование требований к устройству: выполнены термо- и газодинамические расчеты и оценки. В качестве нагревателя предложено использовать нагрев генератором электронного пучка на основе открытого разряда в буферном газе. Выполнены расчеты длины пробега электронов и плотности энерговыделения в плазме. Приведены оценки энергетической эффективности создания мишени при нагреве устройства пучком электронов.

Обзор содержит информацию о разнообразных реализованных способах создания низкотемпературной плазмы, используемой для конверсии углеводородов и спиртов в полезные продукты (водород, ацетилен). Даны примеры устройств для генерации плазмы н основе дуговых, барьерных, электронно-пучковых, и СВЧ-разрядов как в газовой среде, так и в жидкостях.

Приведены результаты исследования однофазного плазмотрона с кольцевыми электродами мощностью до 10 кВт. Измерения проводились с использованием медных кольцевых электродов при атмосферном давлении при расходе воздуха до 3,5 г/с. Проведено исследование развития разряда плазмотрона при двух положениях высокоскоростной камеры: первое – главная оптическая ось камеры совпадала с главной осью плазмотрона, вторая – главная оптическая ось камеры расположена перпендикулярно струе плазмы на выходе из плазмотрона. Получены временные зависимости интенсивности излучения плазмы внутри камеры и свободного плазменного факела. Проведено сравнение вычисленной по осциллограммам тока и напряжения мощности дуги с наблюдаемой интенсивностью излучения плазмы при фронтальном положении видеокамеры. Определено, что интенсивность излучения плазмы отражает эволюцию мощности дуги с коэффициентом корреляции 0,96.