Плазма газоразрядных источников света низкого давления - Миленин В.М.
ISBN 5-288-00727-6
Скачать (прямая ссылка):
Экспериментальные методы исследования плазмы ломинеоцент-ных ламп изложены во второй главе. Зондовые методы измерения функции распределения электронов по скоростям являютоя в настоящее время наиболее мощным оредотвом изучения неравновео-
14
ной плазмы. Знание функции распределения позволяет анализировать и рассчитывать протекающие в плазме процеооы, определять оптические характеристики, изучать релаксационные процеооы в нестационарной плазме. В данной главе подробно описаны возможности зондовой методики ддя исследования стационарной и нестационарной плазмы (о периодически изменяющимися характеристиками), измерений в условиях колебаний потенциала пространства, анализируютоя ошибки метода. Приведены конкретные охемы измерения функции распределения, в том числе - оригинальная однозондовая методика измерения энергетического опект-ра электронов в условиях колебаний потенциала пространства. Описаны также опоообы измерения концентрации электронов и напряженности продольного электрического ПОЛЯ.
В плазме люминесцентных ламп важную роль играют возбужг-денные атомы ртути в состояниях 63P0 j 2 и 61P1. Атомы ртути в метаотабильных состояниях определяют процеооы отупенчатой ионизации, а резонаноно возбужденные атомы излучают фотоны о длинами волн 253,7 и 184,9 им, играющие определяющую роль в излучении люминесцентного источника овета. Поэтому измерение засоленностей уровней 63J^12 и ^1Pj атомов ртути представляет большой интерес Наибольшее распространение получили методы реабсорбции в том или ином варианте; в данной книге описаны метод поглощения в варианте двух трубок и метод зеркала за трубкой. Сверхтонкая структура спектральных линий ртути, на которых измерялось поглощение, учитывалась при раочете кривых относительного поглощения; эти данные также публикуются здеоь.
В третьей главе приведены результаты исследования разряда постоянного тока в смеои паров ртути о инертными газами .Решено кинетическое уравнение, затем о помощью найденной функции распределения электронов по окороотям написана и решена система уравнений для положительного отолба разряда. Определенный интерео, по мнению авторов, представляет качественный анализ полученного решения, который позволяет понять взаимосвязь плазменных характеристик и который можно попользовать для оценки параметров положительного столба. Подробное рассмотрение овойотв разряда постоянного тока, цроведенное в
15
третьей главе, необходимо для того, чтобы понять специфику динамичеокого разряда» Напомним, что под динамическим понимается такой нестационарный периодичеокий разряд, в котором характерная частота изменения тока больше частоты ионизации и меньше чаототы установления функции распределения электронов по окороотям. Целеоообразнооть выделения динамического из всех возможных периодических разрядов заключается в том, что в рассматриваемом диапазоне частот возможна сильная модуляция напряженности электрического поля, и следовательно, можно ожидать заметных отличий характеристик от таковых в разряде постоянного тока.
Отметим практическую важнооть указанной работы,поскольку получение плазмы с новыми овойотвами может открыть или расширить перспективы ее практического использования. Одним из ярких примеров такого использования могут служить люминесцентные иоточники света, в которых переход к динамичеоким уоловиям существования плазмы позволяет значительно улучшить их характеристики.
Результаты исследования плазмы динамичеокого разряда приведены в четвертой главе. Задача решена на примере им-пульсно-периодичеокого разряда и разряда переменного тока повышенной чаототы (деоятки килогерц). Изучены процеооы релаксации характеристик плазмы, при этом авторы большое внимание уделяли поиоку "главных" параметров задачи, позволяющих легко понять изменение характеристик плазмы в динамических условиях. Для оветотехники и других практических приложений интересны уоредненные во времени характеристики, поэтому их изучению также уделено большое внимание. Импульоно-периоди-чеокий разряд являетоя удобным инструментом для исследования элементарных процеооов. Ступенчатое возбуждение атомов ртути изучено весьма слабо, поэтому авторы оочли необходимым привести в книге результаты овоих иооледований и в этом направлении.
Наиболее интересной для оветотехников будет, по-видимому, пятая глава, в которой результаты, описанные в третьей и четвертой главах, попользуются для оптимизации уоловий работы газоразрядных источников овета низкого давления. Показа-
16
но, что при определенных условиях переход к динамичеоким условиям существования плазмы меняет энергетичеокий балано электронов в пользу процеооов возбуждения 63P-уровней, что ведет к увеличению интеноивнооти резонаноного излучения атомов ртути о длиной волны 253,7 нм. Интерео должно вызвать и описанное в этой главе использование законов подобия для оптимизации характеристик иоточника света. Оообенно полезными они могут оказаться при изучении многокомпонентных смеоей ртути и инертных газов, так как о помощью законов подобия характеристики плазмы в таких разрядах можно определить на оо-нове измерений только в бинарных смесях паров ртути о каждым из газов.
