Научный руководитель: Латуш Евгений Леонидович; Чеботарев Геннадий Дмитриевич, кандидат физико-математических наук; кандидат физико-математических наук

В настоящей работе проведено исследование возможности использования эффекта ускорения амбиполярной диффузии при небольшом подогреве плазмы [1] в послесвечении импульсно-периодического разряда для снижения предымпульсной концентрации электронов. Этот эффект обусловлен тем, что коэффициент амбиполярной диффузии D^a связан с электронной температурой соотношением:

 (1)

где T - температура газа. Из уравнения (1) следует, что с ростом T_e будет увеличиваться и скорость диффузионного ухода электронов на стенки трубки.

(2)

здесь символом a обозначается константа ионизации, b - константа тройной электрон-ионной рекомбинации, g - частота диффузии атомов, g ^a - частота амбиполярной диффузии ионов, ν - частота упругих столкновений электронов с атомами и ионами тяжелых частиц, буквой B обозначен буферный газ гелий или неон. В системе уравнений (2) учтены ионизация атомов меди и буферного газа, тройная электрон-ионная рекомбинация, диффузионное охлаждение и диффузионный уход частиц на стенки трубки. Полагается, что и . В уравнение для T_e включен член, учитывающий нагрев электронного газа при наложении электрического поля E.

Система уравнений (2) решалась численно. На рис. 1 приведены результаты расчета N_e(t) в межимпульсный промежуток времени. Пунктирная кривая соответствует случаю, когда от 0 до 20 мкс действует постоянное греющее электрическое поле.

При расчетах варьировались в широких пределах давление смеси и диаметр газоразрядной трубки, а также напряженность подогревающего электрического поля. Установлено, что имеется диапазон условий, при которых за счет ускорения амбиполярной диффузии деионизация плазмы в послесвечении происходит наиболее быстро. Для смеси неон-медь наблюдается слабый эффект уменьшения N_e в межимпульсном интервале, однако, для смеси гелий-медь рассмотренный механизм работает гораздо эффективнее за счет того, что коэффициент диффузии меди в гелии примерно на порядок больше, чем в неоне.

В работе обсуждается возможность применения эффекта уменьшения концентрации электронов в межимпульсный промежуток времени за счет ускоренной амбиполярной диффузии для сокращения межимпульсного периода в импульсно-периодических лазерах на парах металлов, что важно, в частности, для самоограниченного лазера на парах меди [2].