Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
к возрастанию частоты ионизации и, следователь»^ к дальнейшему росту пе. В результате в первоначал»* но однородном разряде образуются плоские неподвии* ные слои (страты), перпендикулярные вектору эле» трич. поля (см. также Низкотемпературная плазма^
Иоиизационно-перегревная Hj* устойчивость связана с ростом скорости пони* зации прк увеличении темп-ры и характерна для выс^ ких давлений газа и малых частот СВЧ-излученпя. Физ. механизм этой неустойчивости заключается в еле» дующем: в области локального флуктуац. роста концентрации электронов повышается энерговыделение^ растёт темп-ра газа, падает концентрация молекул (атомов) рабочего газа и, соответственно, растёт частота ионизации Vi, что приводит к дальнейшему росту кон* центрации пе. Развитие неустойчивости приводит к рао паду первоначально однородного разряда на отд, нити (шнуры), вытянутые вдоль электрич, поля. Эл.» магн. волновая природа возбуждающего разряд взлуі чения сказывается на периодичности возникновения шнуров и на параметрах плазмы, достижимых на к«*> нечиой (нелинейной) стадии развития неустойчивостій Характерная фотография разряда в газе высокого дав* леиия в пучие СВЧ-волн, демонстрирующая сложну» структуру плазменного образования в результате развития неустойчивости, приведена на рис. 7.
Вторнчноэлектронные вакуумные сверхв ыеокочастот-ные разряды (ВЭР). К С. р. относятся и т. н. вторично* электронные (или «мультипликаториые») разряды, раз* вивающиеся в вакууме у поверхностей взаимодействующих с СВЧ-излучеиием металлнч. электродов, стенок волноводов и резонаторов, диэлектрич. преград. Явление ВЭР состоит в лавинообразном росте электронной концентрации у одиночной поверхности (односторонний разряд) или между двумя поверхностями (двухсторонний разряд). Разряд развивается за счёт вторичной электронной эмиссии. ВЭР ограничивают иитеа-
Рис. 7.
424
диэлектрическая — 4кпе2пе/те(і}2).
проницаемость Это, в свою
плазмы: є = 1 — очередь, приводит
Фотография СВЧ-разряда в воздухе, возбуждаемая пучком СВЧ-волн; / = 37 ГГц; давление р = 300 мм рт. ст.
сивиость излучения мощных генераторных СВЧ-прИт боров, развиваясь в объёме самого прибора, на его вы-? ходных окнах или в элементах транспортирующего излучение тракта.
Применение. С. р. широко применяются в совр. технике. Ряд плазмохим. процессов, таких, как получение чистого кварца, разл. соединений металлов, связывания азота с кислородом в воздухе, диссоциация углекислого газа и др., с высокой эффективностью протекает в разрядах, возбуждаемых СВЧ-полями. Преиму-щества СВЧ-разрядов в плазмохимии прежде всего связаны с возможностью построения реакторов для получения особо чистых веществ.
Относительно высокая устойчивость и специфика вида функции распределения электронов по энергиям обусловливают использование С. р. в технике молекулярных экепмерных и др. газоразрядных лазеров.
Уникальные свойства СВЧ-диапазона, позволяющие с мин. потерями передавать энергию по трассе Земля — космос с включением атм. участка, лежат в основе ряда проектов использования мощных СВЧ-пучков для создания свободно локализованных искусств, плазменных областей в атмосфере.
Лит.: Мак-Доналд А., Сверхвысокочастотный пробой в газах, пер. с англ.. М., 1969; Батанов Г. М. и др., СВЧ разряды высокого давления, <,Труды ФИАН», 1985, т. 160, с. 174; P а й з е р Ю. П., Физика газового разряда. М., 1987;
СВЧ-генераторы плазмы. М., 1988; Высокочастотный разряд в волновых полях. Сб. науч. трудов, Горький, 1988.
И. А. Коссый.
СВЕРХГЕНЕРАТОР (супергенератор) — периодически запускаемый автогенератор (или параметрои), используемый обычно как приёмник радиосигналов в У К B-диапазоне (см. Радиоволны). Запуск и срыв колебании С. производятся либо напряжением от отд. УЗ-генера-тора (генератор гашения), периодически изменяющего коэф. усиления в цепи обратной связи автогенератора, либо С. работает в режиме автомодуляции. Различают линейный н нелинейный (логарифмический) режимы С. В линейном режиме макс. амплитуда импульса генерации С. линейно зависит от амплитуды принимаемого сигнала. В нелинейном режиме от амплитуды принимаемого сигнала зависит приращение площадн нмпульса, а его макс. амплитуда остаётся практически постоянной. В обоих режимах полезнан модуляция выделяется после детектировании последовательности импульсов, генерируемых С. Форма частотной характеристики С. зависит от нач. напряжения, определяющего нарастание очередного импульса генерации С. Если возбуждение импульса начинается от уровня шумов в контуре С., то частотная характеристика имеет колокол ообразную форму с гладкой огибающей (н е к о-герентный режим). Еслн возбуждение определяется затухающим напряжением предыдущего импульса, то частотная характеристика имеет гребенчатую форму, т. е. в С. имеет место резонанс на частотах, отстоящих от частоты заполиеиия импульсов на величину, кратную частоте гашения (когерентный режим). С. присущи высокий коэф. усиления и сравнительно высокий уровень собственных шумов. В параметрическом С. (ПС) путём модуляции напряжения на-начки периодически запускается параметрич. генератор (параметрон). Фаза установившихся колебаний в импульсе ПС может принимать лишь дискретные зиачения по отношению к фазе напряжения накачки, к-рые определяются фазой принимаемого сигнала. Поэтому для регистрации сигнала в IlC можно -применять фазовый детектор. С. используются также в радиоспектроскопии для регистрации сигналов ЯМР и ЯКР.
