РЕФЕРАТ 3
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7
1.1 Высокочастотные разряды 7
1.2 Лабораторные исследования пылевой плазмы в высокочастотных
разрядах 12
1.3 Лазерные разряды 17
2 ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ И СОСТАВА ГАЗОВОЙ АРГОНОВОЙ
ПЛАЗМЫ В ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ И ЛАЗЕРНЫХ РАЗРЯДАХ 20
3 МЕТОДИКА РАСЧЕТА МОЩНОСТИ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ
НЕПРЕРЫВНОГО ЛАЗЕРНОГО РАЗРЯДА 30
4 ОЦЕНКА МАКСИМАЛЬНОГО ЗАРЯДА ПЫЛЕВОЙ ЧАСТИЦЫ В
АРГОНОВОЙ ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЕ ВЧ-РАЗРЯДА 40
5 РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА 42
5.1 Назначение и описание разрабатываемого стенда 42
5.2 Разработка газоразрядной камеры 48
5.3 Разработка зондирующей системы 54
5.3.1 Методика расчета рассеяния излучения пылевыми частицами 54
5.3.2 Подбор компонентов для системы видеофиксации пылевых частиц 60
5.3.3 Разработка оптической системы формирования лазерного ножа 62
5.4 Разработка оптической системы ввода силового излучения 66
5.5 Экспериментальный стенд 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 74
ПРИЛОЖЕНИЕ 76
Плазма - частично или полностью ионизированный газ, образующийся в результате термической ионизации атомов и молекул при высоких температурах [1]. Плазма является четвертым агрегатным состоянием вещества, которое было открыто Ульямом Круксом в 1879 году.
Несмотря на проведение многочисленных экспериментов по исследованию плазмы, она остается малоизученным объектом не только в физике, но и в химии (плазмохимии), астрономии и многих других науках.
Кроме того, научный интерес представляет пылевая плазма - плазма, содержащая заряженные пылевые частицы, ставшая в последнее время объектом многочисленных исследований.
В настоящей работе будет рассматриваться низкотемпературная неравновесная плазма, созданная на базе атомов аргона, в ВЧ и лазерных разрядах; а также пылевая плазма, созданная в ВЧ-разрядах.
Целью данной работы является разработка экспериментального стенда для изучения газовой и пылевой плазмы в ВЧ и лазерных разрядах.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Математическое моделирование планируемых экспериментов:
• Оценка параметров и состава газовой аргоновой плазмы в ВЧ и лазерных разрядах;
• Оценка максимального заряда пылевой частицы в аргоновой пылевой ВЧ-плазме.
2. Разработка конструкции:
• Разработка зондирующей системы;
• Разработка оптической системы ввода силового излучения, в т.ч. оценка мощности, необходимой для поддержания непрерывного лазерного разряда;
• Разработка газоразрядной камеры.
Результатом выполненной выпускной квалификационной работы является разработка экспериментального стенда для изучения газовой и пылевой плазмы в высокочастотных и лазерных разрядах.
В данной работе были выполнены следующие задачи:
1. Разработка методики определения параметров и состава аргоновой плазмы в ВЧ и лазерных разрядах на основе двухтемпературной модели плазмы.
2. Разработка методики оценки максимального заряда в аргоновой пылевой плазме ВЧ-разряда.
3. Разработка методики расчета мощности для поддержания
непрерывного лазерного разряда.
4. Разработка конструкции газоразрядной камеры.
5. Разработка зондирующей системы, в том числе обоснование энергетических характеристик системы регистрации плазменно-пылевых частиц.
6. Разработка оптической системы ввода силового излучения.
7. Подбор компонентной базы для экспериментального стенда.
8. Разработка конструкторской документации.
