Концентрация плазмы разряда, поддерживаемого в неоднородном потоке газа мощным излучением терагерцового диапазона частот

摘要

Измерена плотность плазмы разряда, возникающего в неоднородном потоке аргона под действием мощного сфокусированного импульсного излучения гиротрона (частота 0.67 THz, мощность 40 kW, длительность импульса 20-30μs) в диапазоне фоновых давлений газа в разрядной камере от 10~(-3) до 300 Torr. Концентрация электронов при низких давлениях (10~(-3)-7 Torr) определялась по вызванному эффектом Штарка уширению атомарной линии излучения H_α (656.3 nm) водорода, который присутствовал в разряде в качестве малой остаточной примеси. При этом максимальное наблюдаемое штарковское уширение линии H_α соответствует величине концентрации плазмы порядка 2 ? 10~(16) cm~(-3), которая превышает критическую для используемой частоты поддерживающего разряд излучения. При давлениях свыше 7 Torr плотность плазмы оценивалась на основе анализа пространственно-временных разверток и осциллограмм свечения разряда в оптическом диапазоне. Оценки дали величину электронной концентрации на уровне (1-2) ? 10~(15) cm~(-3).