ISSN 1996-0948 · EISSN 2949-561X

· Языки: ru / en

Статья: Характеристики бесферритного индуктивного ртутного разряда низкого давления в замкнутой кварцевой трубке (2018)

Читать

Читать онлайн

Проведено экспериментальное исследование электрических и излучательных характеристик ртутного бесферритного индуктивного разряда в лампе, образованной замкнутой кварцевой трубкой с внутренним диаметром dвн = 25 мм. Разряд возбуждался на частоте f = 1,7 МГц в смеси паров ртути (~10-2 мм рт. ст.) и аргона (1,0 мм рт. ст.) с помощью трехвитковой индуктивной катушки, размещенной по «внутреннему» периметру лампы длиной 500 мм и высотой 130 мм. Измерения, проведенные в интервале мощности плазмы Рpl = 52–112 Вт, показали, что ток катушки индуктивности Ic, мощность потерь в проводе катушки Pcoil, и средняя по сечению разрядной трубки напряженность ВЧ электрического поля в плазме Ēpl, минимальны, а разрядный ток лампы Ipl и КПД генерации УФ-излучения лампы на длине волны 254 нм ηlamp = Ф254/Рlamp максимальны при мощности плазмы Ppl = 85–90 Вт. Поток УФ-излучения лампы Ф254 и КПД генерации УФ-излучения плазмы ηpl = Ф254/Рpl возрастают практически линейно с увеличением мощности плазмы от 28 до 72 Вт и от 0,52 до 0,65 соответственно.

Characteristics of the ferrite-free inductively-coupled low pressure mercury discharge excited in the closed-loop lamp made from quartz tube of 25 mm inner diameter were experimentally studied. The discharge was ignited and maintained at a frequency of 1.7 MHz and at plasma RF power of 52–112 W in the mixture of mercury vapor (~ 10-2 Torr) and argon (1.0 Torr) with the help of a 3-turn induction coil disposed along the closed-loop lamp inner perimeter. The explored lamp had the shape of elongated ellipsis and was of 500 cm in length and 130 cm in width. It was found that coil RF current, Ic, coil power losses, Pcoil, and plasma RF electric field, Ēpl, were minimal while lamp current, Ipl, and lamp ultraviolet (254 nm wavelength) radiation efficiency, lamp = Ф254/Рlamp, were maximal at plasma power, Ppl = 85–90 W. Lamp UV radiation flux, Ф254, and plasma UV radiation generation efficiency, pl = Ф254/Рpl, grew practically linearly with plasma power from 28 to 72 W, and from 52 % to 65 %, respectively.

Ключевые фразы: ультрафиолетовое излучение, индукционный разряд, ртутная плазма низкого давления, индуктивная катушка

Автор (ы): Старшинов Павел Валерьевич, Попов Олег Алексеевич, Ирхин Игорь Вячеславович, Левченко Владимир Александрович, Васина Виктория Николаевна

Журнал: ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI: Физика
УДК: 537.533. Электронные (катодные) пучки и геометрическая оптика. Электронная оптика
eLIBRARY ID: 35653658

Для цитирования:

СТАРШИНОВ П. В., ПОПОВ О. А., ИРХИН И. В., ЛЕВЧЕНКО В. А., ВАСИНА В. Н. ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕСФЕРРИТНОГО ИНДУКТИВНОГО РТУТНОГО РАЗРЯДА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ В ЗАМКНУТОЙ КВАРЦЕВОЙ ТРУБКЕ // ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА. 2018. №4

Текстовый фрагмент статьи

Приведем основные результаты исследования бесферритного индуктивного ртутного разряда низкого давления, возбужденного в замкнутой кварцевой трубке диаметром 25 мм на частоте 1,7 МГц и мощности плазмы Рpl = 52–112 Вт.

– Однородный по длине трубки индуктивный разряд поддерживался ВЧ-напряжением на катушке индуктивности, Uc, уменьшавшимся с увеличением мощности плазмы от 400 до 250 В. ВЧ-ток катушки, Ic, уменьшался с ростом мощности плазмы от 12 А (Рpl = 52 Вт) до 9 А (Рpl = 90 Вт), а затем возрастал до 13 А (Рpl = 112 Вт).

– Мощность потерь в проводе катушки, Рcoil, снижалась с увеличением мощности плазмы от 38 Вт (Рpl = 52 Вт) до 20 Вт (Рpl = 85 Вт), а затем возрастала до 47 Вт. КПД катушки индуктивности coil увеличивался от 58 % до 80 % (Рpl = 85 Вт), а на бóльших мощностях плазмы снижался до 70 %.

– Поток УФ-излучения плазмы на длине волны 254 нм, Ф254, возрастал монотонно во всем интервале исследуемых мощностей плазмы от 28 Вт до 72 Вт, а КПД генерации УФ-излучения плазмы, pl, незначительно увеличивался от 52 до 65 %. КПД генерации УФ-излучения лампы lamp возрастал от 32 до 48 % (Рpl = 83 Вт), а затем медленно уменьшался до 46 % (Рpl = 112 Вт).

– Рассчитанная в рамках модели индукционного разряда низкого давления средняя по сечению трубки напряженность ВЧ электрического поля в плазме, Ēpl, уменьшалась с ростом мощности плазмы от 0,9 В/см до своего минимального значения 0,7 В/см при Рpl ≈ 85 Вт, а затем возрастала до 1,0 В/см. ВЧ-ток разряда Ipl возрастал с увеличением мощности плазмы от 0,53 А (Рpl = = 52 Вт) до 1,2 А (Рpl = 90 Вт), а на бóльших мощностях плазмы снижался до 1,0 А (Рpl = 112 Вт).

Список литературы

1. Исупов М. В., Кротов С. В., Литвинцев А. Ю., Уланов И. М. // Светотехника. 2007. № 5. С. 37.
2. Левченко В. А., Попов О. А., Свитнев С. А., Старшинов П. В. // Светотехника. 2014. № 6. С. 39.
3. Свитнев С. А., Попов О. А., Левченко В. А. // Прикладная физика. 2015. № 6. С. 92.
4. Левченко В. А., Старшинов П. В., Свитнев С. А., Попов О. А., Костюченко С. В. // Прикладная физика. 2016. № 1. С. 66.
5. Свитнев С. А., Попов О. А., Левченко, Старшинов П. В. // Успехи прикладной физики. 2016. Т. 4. № 2. С. 139.
6. Свитнев С. А., Попов О. А., Левченко, Старшинов П. В. // Успехи прикладной физики. 2016. Т. 4. № 4. С. 372.
7. Popov O. A.,Chandler R. T. // Plasma Sources Science and Technology. 2002. Vol. 11. P. 218.
8. Попов О. А., Никифорова В. А. // Вестник МЭИ. 2010. № 2. С. 159.
9. Попов О. А., Старшинов П. В., Васина В. Н. // Светотехника. 2018. № 2. С. 75.
10. Попов О. А., Чандлер Р. Т. // Теплофизика высоких температур. 2007. № 4. С. 795.
11. Никифорова В. А., Попов О. А. // Вестник МЭИ. 2010. № 5. С. 114.
12. Popov O. A., Maya J. // Plasma Sources Science and Technology. 2000. Vol. 9. P. 227.
13. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. – М.: Наука, 1987.
14. Александров А. Ф., Вавилин К. В., Кралькина Е. А. и др. // Прикладная физика. 2015. № 5. С. 34.
15. Шунков Ю. Е., Попов О. А., Левченко В. А // Вестник МЭИ. 2014. № 2. С. 71.

1. M. V. Isupov, С. В. Krotov, A. Y. Litvintsev, and I. M. Ulanov, Svetotekhnika, No. 5, 37 (2007).
2. V. A. Levchenko, O. A. Popov, S. A. Svitnev, and P. V. Starshinov, Svetotekhnika, No. 6, 39 (2014).
3. S. A. Svitnev, O. A. Popov, and V. A. Levchenko, Prikl. Fiz., No. 6, 92 (2015).
4. V. A. Levchenko, P. V. Starshinov, S. A. Svitnev, O. A. Popov, and S. V. Kostyuchenko, Prikl. Fiz., No. 1, 66 (2016).
5. S. A. Svitnev, O. A. Popov, V. A. Levchenko, and P. V. Starshinov, Usp. Prikl. Fiz. 4 (2), 139 (2016).
6. S. A. Svitnev, O. A. Popov, V. A. Levchenko, P. V. Starshinov, Usp. Prikl. Fiz. 4 (4), 372 (2016).
7. O. A. Popov and R. T. Chandler, Plasma Sources Science and Technology 11, 218 (2002).
8. O. A. Popov and V. A. Nikiforova, Vestnik MEI, No. 2, 159 (2010).
9. О. А. Popov, P. V. Starshinov, and V. N. Vasina, Svetotekhnika, No. 2, 75 (2018).
10. O. A. Popov and R. T. Chandler, High Temp., No. 4, 795 (2007).
11. V. A. Nikiforova and O. A. Popov, Vestnik MEI, No. 5, 114 (2010).
12. O. A. Popov and J. Maya, Plasma Sources Science and Technology 9, 227 (2000).
13. Y. P. Raiser. Gaseous Discharge Physics (Nauka. Moscow. 1987) [in Russian].
14. A. F. Aleksandrov, K. V. Vavilin, E. A. Kralkina et al., Prikl. Fiz., No. 5, 34 (2015).
15. Yu. E. Shunkov, O. A. Popov, and V. A. Levchenko, Vestnik MEI, No. 2, 71 (2014).

Выпуск

№4 (2018)

Кол-во страниц: 132 страницы

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ

Вафин И. Ю., Мещеряков А. И. Динамика накопления примесей в плазме стелларатора Л-2М 5
Поляков Д. Н., Шумова В. В., Василяк Л. М. Кулоновские пылевые сферы в тлеющем разряде в неоне при криогенной температуре 11
Неклюдова П. А., Никонов А. М., Кралькина Е. А., Вавилин К. В., Задириев И. И. Исследования комбинации индуктивного высокочастотного разряда и разряда постоянного тока 18
Старшинов П. В., Попов О. А., Ирхин И. В., Левченко В. А., Васина В. Н. Характеристики бесферритного индуктивного ртутного разряда низкого давления в замкну-той кварцевой трубке 24
Боровской А. М. Холодный продув газа в конструкции трёхфазного плазмотрона с рельсовыми электродами 30
Небогаткин С. В., Ребров И. Е., Хомич В. Ю., Ямщиков В. А. Оптимизация параметров многоразрядной актуаторной системы 38

ФОТОЭЛЕКТРОНИКА

Войцеховский А. В., Несмелов С. Н., Дзядух С. М., Дворецкий С. А., Михайлов Н. Н., Сидоров Г. Ю., Якушев М. В. Емкостные свойства МДП-систем на основе nBn-структуры из МЛЭ HgCdTe 43
Яковлева Н. И. Влияние поверхностной рекомбинации на параметры фотодиодов из полупроводниковых структур HgCdTe 49
Средин В. Г., Войцеховский А. В., Ананьин О. Б., Мелехов А. П., Несмелов С. Н., Дзядух С. М. Образование поверхностных дефектов в n-CdxHg1-xTe мягким рентгеновским излучением лазерной плазмы 54
Талипов Н. Х., Войцеховский А. В. Влияние режимов ионно-лучевого травления на процесс радиационного нагрева CdxHg1-xTe 61
Стецюра С. В., Маляр И. В., Харитонова П. Г. Формирование наноразмерных и субмикронных стоков радиационных дефектов на поверхности фотопроводника 68
Балясный Л. М., Балашов А. Б., Гордиенко Ю. Н., Грузевич Ю. К., Миронов Д. Е., Петров А. Э., Татаурщиков С. С. Высокочувствительный гибридный фотоприемный модуль на основе фотокатодов с отрицательным электронным сродством и матриц ПЗС (КМОП) с электронной бомбардировкой тыльной стороны 74

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Маишев Ю. П., Шевчук С. Л., Кудря В. П. Формирование сверхтонких сплошных пленок методом ионно-лучевой обработки 79
Бухурова М. М. Моделирование движения молекулы фуллерена С60 между плоскостями графена 84
Кравчук Д. А., Старченко И. Б. Теоретическая модель для диагностики эффекта кислородонасыщения эритроцитов с помощью оптоакустических сигналов 89
Шипко М. Н., Тихонов А. И., Степович М. А., Коровушкин В. В., Савченко Е. С., Корнев И. А. Влияние магнитоимпульсной обработки на магнитные свойства аморфной электротехнической стали 94
Панькин Н. А., Сигачев А. Ф., Луконькина А. С., Мишкин В. П. Исследование процесса холодного формования композиционного материала системы Cu–SiC 100
Кокина Т. М., Шафигуллин Л. Н. Оценка влияния свойств композитных материалов на параметры болтовых соединений деталей 106

ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ Ларионов Н. А., Мощев И. С. Реализация цифрового режима ВЗН на кристалле интегральной схемы считывания для сканирующих ФПУ 111 Лавринович И. В., Молчанов Д. В., Артёмов А. П., Рыбка Д. В. Сильноточный коммутатор для малоиндуктивной конденсаторно-коммутаторной сборки 117 Тихонов В. Н., Иванов И. А., Тихонов А. В. Недорогие СВЧ-плазмотроны для науки и промышленности 123

ИНФОРМАЦИЯ

Правила для авторов 128 Уточнение от авторов 131

C O N T E N T S

PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS

I. Yu. Vafin and A. I. Meshcheryakov Dynamics of impurities accumulation in the L-2M stellarator plasma 5
D. N. Polyakov, V. V. Shumova, and L. M. Vasilyak Coulomb dust spheres in glow discharge in neon at cryogenic temperature 11
P. A. Nekliudova, A. M. Nikonov, E. A. Kralkina, K. V. Vavilin, and I. I. Zadiriev Studies of a combination of an inductive RF discharge and DC discharge 18
P. V. Starshinov, О. А. Popov, I. V. Irkhin, V. A. Levchenko, and V. N. Vasina Characteristics of the ferrite-free low pressure mercury closed-loop inductively coupled discharge 24
A. M. Borovskoy Cold blowing of gas in the construction of a three-phase plasma torch with rail electrodes 30
S. V. Nebogatkin, I. E. Rebrov, V. Yu. Khomich, and V. A. Yamshchikov Optimization of multi-discharge actuator system 38

PHOTOELECTRONICS

A. V. Voitsekhovskii, S. N. Nesmelov, S. M. Dzyadukh, S. A. Dvoretsky, N. N. Mikhailov, G. Yu. Sidorov, and M. V. Yakushev Capacitive properties of MIS systems based on the HgCdTe nBn structure 43
N. I. Iakovleva Effect of surface recombination to the HgCdTe FPA performances 49
V. G. Sredin, A. V. Voitsekhovskii, O. B. Anan’in, A. P. Melehov, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh Formation of surface defects in n-CdxHg1-xTe by soft X-ray radiation from a laser plasma 54
N. Kh. Talipov and A. V. Voitsekhovskii Influence of the ion etching modes on radiation heating process of CdxHg1-xTe 61
S. V. Stetsyura, I. V. Malyar, and P. G. Kharitonova Formation of nanodimensional and submicron sinks of radiation defects on the surface of a pho-toconductor 68
L. M. Balyasny, A. B. Balashov, Yu. N., Gordienko, Yu. K. Gruzevich, D. E. Mironov, A. E Petrov, and S. S Tataurchikov High-sensitivity hybrid device based on photocathodes with negative electronic affinity and CCD (CMOS) matrixes with electron bombardment its back side 74

PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS

Yu. P. Maishev, S. L. Shevchuk, and V. P. Kudrya Formation of ultrathin continuous films by ion-beam treatment 79
M. М. Bukhurova Simulation for the fullerene C60 molecule motion between graphene sheets 84
D. A. Kravchuk and I. B. Starchenko Theoretical model for diagnostics of the oxygen saturation of erythrocytes with the help of optoa-coustic signals 89
M. N. Shipko, A. I. Tikhonov, M. A. Stepovich, V. V. Korovushkin, E. S. Savchenko, and I. A. Kor-nev Influence of magnetoimpulse treatment on the magnetic properties of amorphous electrical steel 94
N. A. Pankin, A. F. Sigachev, A. S. Lukonkina, and V. P. Mishkin Investigation of the process of cold forming of composite material of the Cu-SiC system 100
T. M. Kokina and L. N. Shafigullin Evaluation of the influence of the properties of composite materials on the parameters of bolted connections of parts 106

PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS

N. A. Larionov and I. S. Moshchev Realization of the digital mode of TDI on a ROIC for the scanning IR FPA 111
I. V. Lavrinovich, D. V. Molchanov, A. P. Artyomov, and D. V. Rybka High-current switch for a low-inductance capacitor-switch assembly 117
V. N. Tikhonov, I. A. Ivanov, and A. V. Tikhonov Low-cost microwave plasma sources for science and industry 123

INFORMATION

Rules for authors 128
The message from authors 131

Другие статьи выпуска

Исследования комбинации индуктивного высокочастотного разряда и разряда постоянного тока (2018)

Авторы: Неклюдова Полина Алексеевна, Никонов Александр Михайлович, Кралькина Елена Александровна, Вавилин Константин Викторович, Задириев Илья Игоревич

В настоящей работе изучены характеристики разряда, основанного на комбинации индуктивного высокочастотного (ВЧ) разряда и разряда постоянного тока. Исследованы закономерности вложения ВЧ-мощности в плазму, выполнены измерения азимутальной B и продольной Bz составляющих высокочастотного магнитного поля, аксиального распределения концентрации и температуры электронов, потенциала пространства. В качестве объекта исследования использован однокамерный цилиндрический источник плазмы диаметром 20 см. Канал постоянного тока сформирован двумя электродами, расположенными на торцах цилиндрического источника плазмы. Измерения выполнены в аргоне в диапазоне давлений 0,1–2,3 мТорр при значениях индукции внешнего магнитного поля 0–60 Гс и мощностях ВЧ-генератора 0–1000 Вт. Показано, что при появлении канала постоянного тока потенциал плазмы понижается по сравнению с чисто индуктивным разрядом. При подаче между электродами напряжения 100 В амплитуда продольной и азимутальной компонент магнитного ВЧ-поля возрастает, что связано с увеличением коэффициента отражения волны на границе источника плазмы.

Сохранить в закладках

Кулоновские пылевые сферы в тлеющем разряде в неоне при криогенной температуре (2018)

Авторы: Поляков Дмитрий Николаевич, Шумова Валерия Валерьевна, Василяк Леонид Михайлович

Определены параметры разряда для заряженных пылевых структур сферической формы (кулоновских пылевых сфер) в плазме неона при температуре стенки разрядного устройства 77 К. Пылевые сферы наблюдались экспериментально при фиксированных давлениях неона 0,15, 0,9 и 1,2 Торр и были получены экстраполяцией при давлениях 0,42 и 0,65 Торр. Пылевые сферы соответствовали точке пересечения зависимостей радиального и аксиального размеров пылевых структур от тока разряда. Проанализирована связь параметров плазмы, при которых образуются пылевые сферы, с составом, фазовым и динамическим состоянием компонент, образующих пылевые сферы, и с размером пылевых сфер. Проведён численный расчёт параметров плазмы разряда и пылевых сфер при изменении давления газа. Обнаружен непрерывный фазовый переход второго рода в пылевых сферах при давлениях 0,15–0,65 Торр. Обнаружено увеличение величины «химического потенциала» пылевой сферы вблизи линии ликвидуса и линии раздела компонентов пылевой смеси на фазовой P–I диаграмме.

Сохранить в закладках

Динамика накопления примесей в плазме стелларатора Л-2М (2018)

Авторы: Вафин Ильдар Юсуфович, Мещеряков Алексей Иванович

В работе описана методика, позволяющая измерять величину фактора превышения рентгеновского излучения над тормозным излучением чистой водородной плазмы и, таким образом, количественно оценивать наличие примесей в плазме в течение импульса. Методика основана на измерении полупроводниковыми детекторами интенсивности излучения мягкого рентгеновского излучения (МРИ) плазмы. Выполнено сравнение измерений фактора превышения предлагаемой методикой и традиционной методикой, основанной на измерении спектра МРИ. Представлены результаты наблюдений фактора превышения, измеренного с помощью предлагаемой методики в экспериментах по ЭЦР-нагреву плазмы на стеллараторе Л-2М. Измерения проводились в различных режимах работы установки.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: АО "НПО "ОРИОН"
Регион: Россия, Москва
Почтовый адрес: 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
Юр. адрес: 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
ФИО: Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
E-mail адрес: orion@orion-ir.ru
Контактный телефон: +7 (499) 3749400
Сайт: http://www.orion-ir.ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.

Наведите камеру на QR-код, чтобы открыть моб. версию страницы.

Ведущий журнала

Ильина Надежда

Написать

По вопросам связанным с журналом вы можете связаться с его ведущим.