Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Миленин В.М. -> "Плазма газоразрядных источников света низкого давления" -> 47

Плазма газоразрядных источников света низкого давления - Миленин В.М.

Миленин В.М. , Тимофеев Н.А. Плазма газоразрядных источников света низкого давления. Под редакцией Мызникова Т.В. — Л.: Ленинградский университет, 1991. — 240 c.
ISBN 5-288-00727-6
Скачать (прямая ссылка): plazmagor1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 73 >> Следующая

152
ческого разряда можно делать довольно грубые приближения.Рао-четы и результаты эксперимента, взятые из работы [108], показывают, что оразу пооле прекращения тока за время M ~ (<>*)~^ -1 + 2 мко, средняя энергия электронов падает до 0,5 + * 0,7 эВ и затем опадает о характерным временем порядка оо-тен микрооекунд. Температурная завиоимооть потерь, возникающее вследствие неупругих столкновений, характеризуемая в основном ехр{-еУ(*7е)}, будет при этом веоьма оильной (показатель экспоненты є*/(JcTe)* 8 + 10). Очевидно, что изменение концентрации метаотабильных атомов ртути даже в несколько раз изменит температуру электронов веоьма незначительно, поэтому для расчета In можно в качестве N1n брать концентраті) атомов ртути в 63Р2-соотоянии в импульое тока.
Последнее, необходимое нам, уравнение тока черев плазму в предположении о беооелевом распределении концентрации адектронов по оечению разряда будет аналогично уравнению (1.27). Применимость указанного предположения обоуждалаоь в глД.
Сиотема уравнений для плазмы импульоно-периодичеокого разряда сводится, как и в случае раврада постоянного тока, к одному трансцендентному уравнению, из которого определяется температура электронов в импульое тока, и к соотношениям для концентрации электронов и напряженности электрического поля в шшульое, которые выражаются через температуру электронов і внешние параметры разряда:
JCh Ы Qbr «фЙ<Єі-2Єі)/«Сі>]^ім"іиІ
153
^,(4.6)
ER = K
в
(4.7)
Импульоно-периодичеокий режим работы газоразрядного источника света удобно сравнивать о режимом постоянного тока при условии одинаковой электрической мощности, вводимой в положительный столб разряда в обеих режимах питания лампы. Найдем ток в импульсе, который обеопечивает равенотво мощноотей: iQE0 = • 3T-1J^ iEdls іЕТц/Т. Подотавив в это соотношение напряжои-нооть поля из (4.7), получим связь между током в импульсе 1 концентрацией электронов:
Подставив выражение для тока из этого соотношения в формулу (4.6), куда ток входит через параметр подобия. z2,легко найти концентрацию электронов в импульсно-периодичеоком разряде при его мощности, равной мощности разряда постоянного тока.
Интерео может представлять частный случай рассмотренной задачи, когда длительность импульса 7И и длительность послесвечения Tn много меньше времени гибели метаотабилей ртути. Фактически это означает, что концентрация метаотабильных атомов ртути не изменяется во времени, а математически результат легко получить, уотремив -om и к нулю в выражении (4.5):
Случай постоянства N7n во времени не только самый простой, но и наиболее интересный в аспекте управления параметрами плазмы. Легко убедиться, что в такой ситуации при всех прочих равных условиях температура электронов в импульсе бу-
(4.6)
Ї54
т
ВИ-
дет выше, чем тогда, когда N7n меняется во времени. Следовательно, воздействие на характеристики плазмы будет максимальним при таких чаототах повторения импульсов тока, когда JV; *const. При Ти-кх> уравнения (4.5) и (4.8), как легко деть, переходят в стационарное (ЗЛ4).
На рис.4.3 предотавлены результаты раочета температуры и концентрации электронов в имцульсно-оериодическом разряде в случае, когда ле, N7n » = const, P в 1,8 см, JVq « = 2•1O14 см"3, рАг ш 4 тор, і = 0,3 А, в завиоимооти от скважности импульсов. Рисунок подтверждает возможность воздействия на характеристики плазмы путем варьирования параметров модуляции тока в уоловиях динамичеокого разряда.
Расчет оптичеоких характеристик плазмы. Для определения оптических характеристик плазмы импульо-но-периодичеокого разрада необходимо уметь расочиты-вать заселенности возбужденных уровней атома ртути. В гл.I мы выяснили,что основными процессами заоеления высоковозбужденных состояний (состояний, лежащих выше уровня 61P1) являются прямое возбуждение из ооотояния 61S0 и ступенчатое из ооотояний 63P при столкновениях о электронами, причем из--за больших концентраций и меньших энергетических зазоров ступенчатое возбуждение происходит главным образом из ооотояния 63P2' Однако, как мы убедимся в дальнейшем, в возбуждении некоторых выооко-лежащих уровней возможны особенности.
Условие постоянства концентрация электронов оушеотвенно облегчает расчет иятенсивностей линий и засоленностей возбуж-
Рио.4.3.
155
денных атомов ртути. Интенсивности спектральных линий, уср* дленные во времени (именно они определяют характеристики динамичеокого разряда как иоточника овета): (?)"^^*^% зависят от усредненных значений концентрации возбужденных атомов <Л^>. Для их определения можно проинтегрировать уравнения баланса, описывающие принимая во внимание то, что возбуждение происходит только в импульое тока и что температура в импульое поотоянна и равна *Геив 2єи/3.
Если условия динамичеокого разряда таковы, что поотоянна во времени и концентрация метаотабильных атомов Nm, то расчет интеноивноотей спектральных линий существенно облегчается. Легко показать, что в этом случае в выражениях для интеноивноотей линий следует заменить скорооти процеосов на их уоредненные во времени значения.
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 73 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed