В статье представлены результаты исследования спектра излучения микроплазменного разряда, возбуждаемого на поверхности титанового образца при воздействии импульсного потока плазмы в режиме поддержания разряда импульсным электрическим током амплитудой 100 А и длительностью до 20 мс. На основании анализа соотношений интенсивностей линий излучения атомов и ионов титана в интервале длин волн 390 ─ 525 нм сделана оценка электронной температуры в микроплазменном разряде, величина которой находится в интервале 0,3 ─ 1,5 эВ.
Рассмотрены различные способы построения источников мощных СВЧ-импульсов на основе взаимодействия релятивистских сильноточных электронных пучков с заранее созданной плазмой. Предложена конфигурация СВЧ-генератора с минимально возможным объемом, занятым магнитным полем, и пригодная для генерации импульсов с большой частотой повторения.
В работе представлены результаты численных расчетов температуры и концентрации электронов в плазме индуктивного ВЧ-разряда в инертных газах. Диапазон рассмотренных давлений 1─200 мТорр. Результаты расчетов позволили объяснить немонотонную зависимость параметров плазмы от давления инертных газов возрастанием энергозатрат на возбуждение атомов при низких значениях электронной температуры и усилением выноса энергии ионами на стенки источника плазмы при повышении роли емкостной составляющей разряда
Рассмотрены области применения ионных пучков и плазмы. Обсуждены тезисы докладов по источникам быстрых ионов и атомов, ионным и плазменным ускорителям, физике и материаловедению ионной имплантации, ионно-пучковой обработке диэлектриков, модификации материалов высокоэнергетическими ионами, получению алмазоподобных пленок и сверхтонких мишений. Проведено обобщение представленных результатов
Дан краткий обзор теоретических работ по линейной теории неустойчивости ленточного релятивистского электронного пучка в плоском резонаторе. Эта неустойчивость известна как вынужденное излучение монотронного типа и до последнего времени было хорошо исследовано для релятивистских пучков. Дается обобщение этой теории на случай релятивистских пучков, которое связано с учетом всех волн плазма-пучковой системы, как нарастающих, так и затухающих. В отличие от нерелятивистских пучков, для которых роль затухающих волн пренебрежимо мала, для релятивистских пучков их учет оказывается существенным и приводит к значительному увеличению эффективности вынужденного излучения. В результате релятивистский монотрон представляется как конкурентоспособный прибор релятивистской СВЧ-злектроники
Представлены результаты экспериментального исследования распада плазмы наносекундного СВЧ-разряда в диапазоне давлений воздуха Р - 4–60 торр. Установлено, что распад плазмы протекает в две стадии (быстрая и медленная) и при высоких давлениях на обоих этапах соответствует прилипательному распаду с различной эффективной частотой прилипания. На основании полученных результатов приведены оценки эффективности разрушения фреонов в атмосфере с помощью свободно локализованного СВЧ-разряда
Проведены экспериментальные исследования сильного локального взаимодействия микроплазменных разрядов с образцами из стали–45 при возбуждении импульсных электрических токов в разрядах с амплитудами от 100 до 600 А. При этом на поверхности образцов формируется сплошной переплавленный слой, который характеризуется сильно измененными микрогеометрическими, физическими и триботехническими свойствами металла. Определены режимы возбуждения микроплазменных разрядов, в результате воздействия которых на поверхности образцов создается развитый микрорельеф. Его прочностные свойства существенно превосходят соответствующие характеристики стальных образцов после стандартной термической закалки.
Неднородное аксиально-симметричное магнитное поле, созданное внешним источником, оказало в разряде вакуумной дуги стабилизирующее воздействие на напряжение инициирующего пробоя по поверхности твердотельного диэлектрика. В качестве объяснения предложен механизм формирования плазменного потока, очищающего поверхность диэлектрика от проводящих продуктов эрозии элементов разрядного устройства.
Плазменный релятивистский генератор может работать в режиме генерации одиночного импульса СВЧ-излучения или частотно-периодическом режиме (до 50 импульсов в секунду, длительностью до 80 нс, мощность до 50 МВт с частотами излучения от 2 до 25 ГГц). Для получения и исследования режимов генерации в частотнопериодическом режиме необходима оперативная обработка получаемых временных рядов. Представлена методика анализа временного ряда за время между экспериментами серии, позволяющая найти требуемый режим работы устройства. Приведены примеры достигнутых в результате исследования режимов работы плазменного релятивистского СВЧ-генератора.
В работе представлены результаты математического моделирования PIC-методом пространственного распределения параметров плазмы и ВЧ-полей в индуктивном ВЧ-разряде, помещенном во внешнее магнитное поле. Показано, что с ростом величины внешнего магнитного поля происходит смещение максимальных значений плотности плазмы по радиусу к стенкам источника плазмы, а по оси разряда — от антенны в центральные части разряда. Закономерности изменения плотности плазмы коррелируют с изменениями пространственного распределения ВЧ-поля.
В работе описывается двухмерная по координатам и трехмерная по скорости нестационарная кинетическая модель плазмы в газоразрядной камере ионного двигателя, решаемая методом частица-в-ячейке (2D3V-FullPIC). Данная модель предназначена для исследования особенностей горения разряда в зависимости от различных режимов работы, геометрии разрядной камеры и топологии магнитного поля. Приводятся результаты моделирования и выполняется их сравнение с результатами эксперимента.
Приведены результаты исследования электрической проводимости углеродных волокон (УВ) под воздействием импульсных токов. Показано, что импульсные токи через УВ, создают ионизированную плазму, шунтирующую сопротивление УВ образованием канала с высокой проводимостью вдоль волокна. Подобное явление может найти применение, например, для молниезащиты различных объектов.