Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 96 стр.

UptoLike

96
где
+
+
++
=
2222
0
1
)(
1
)(
1
2
mcmce
m
m
eE
A
νωωνωω
ν
, (2.59)
+
+
++
+
=
2222
0
2
)(
)(
)(
)(
2
mc
c
mc
c
e
m
eE
A
νωω
ωω
νωω
ωω
, (2.60)
22
21
3
)(
m
mc
AA
A
νω
ω
ν
ω
+
+
= , (2.61)
22
12
4
)(
m
cm
AA
A
νω
ω
ν
ω
+
= . (2.62)
Найдем среднюю за период мощность, рассеиваемую в единице
объема. Поскольку электрическое поле направлено вдоль оси Х, то
мгновенная мощность определится как
tEVentEjtW
XeXe
ωω sinsin)(
00,
== , а средняя за период, с учетом
(2.43), равна
+
+
++
==
2222
22
0
2
0
)(
1
)(
1
4
)(
1
mcmc
m
me
e
T
E
m
en
dttW
T
W
νωωνωω
ν
ν
(2.63)
Таким образом, максимальный отбор мощности от электрического
поля соответствует условию циклотронного резонанса, то есть когда
c
ω
ω
=
. Сравнивая (2.63) и (2.44), получим, что эффективная напря-
женность постоянного поля эквивалентна следующему значению на-
пряженности переменного поля в присутствие магнитного:
+
+
++
=
2222
2
2
0
2
)(
1
)(
1
4
mcmc
m
eff
EE
νωωνωω
ν
. (2.64)
В пределе 0
c
ω
соотношение (2.64) переходит в ранее полученное
выражение (2.45).
В заключение отметим, что ЭЦР плазма имеет отличия от плаз-
мы ВЧ разряда и по ряду других параметров. Так, распространение
электромагнитных волн в плазме требует выполнения условия
p
ω
ω
,
где
p
ω
- плазменная электронная частота, определяемая соотношени-
ем
(
)
21
0
2
εω
eep
men= . Решая последнее уравнение относительно
e
n ,
где

                  ν m eE0      1                  1             
         A1 = −                             +                      ,         (2.59)
                   2me  (ω + ωc ) 2 + ν m2 (ω − ωc ) 2 + ν m2 
                       eE0    (ω + ωc )                (ω − ωc ) 
           A2 =                                 +
                              (ω + ω ) 2 + ν 2 (ω − ω ) 2 + ν 2  ,         (2.60)
                       2me          c        m            c      m

                                        ω ( Aν + A ω )
                                  A3 = c 1 2 m 2 2           ,               (2.61)
                                             ω +ν m
                                         ω ( A2ν m − A1ωc )
                                   A4 =                       .              (2.62)
                                              ω 2 + ν m2

        Найдем среднюю за период мощность, рассеиваемую в единице
объема. Поскольку электрическое поле направлено вдоль оси Х, то
мгновенная                    мощность               определится         как
W (t ) = je, X E0 sin ωt = −eneV X E0 sin ωt , а средняя за период, с учетом
(2.43), равна

    1T             ne e 2                1               1         
 W = ∫ W (t )dt =         E02ν m2                  +             2 
                                                                             (2.63)
    T 0           4meν m           (ω + ωc ) + ν m (ω − ωc ) + ν m 
                                             2    2          2




Таким образом, максимальный отбор мощности от электрического
поля соответствует условию циклотронного резонанса, то есть когда
ω = ωc . Сравнивая (2.63) и (2.44), получим, что эффективная напря-
женность постоянного поля эквивалентна следующему значению на-
пряженности переменного поля в присутствие магнитного:

                          ν m2       1                  1             
                 2
                       =E    2
                                                  +                      .   (2.64)
                           4  (ω + ωc ) 2 + ν m2 (ω − ωc ) 2 + ν m2 
             E   eff         0




В пределе ωc → 0 соотношение (2.64) переходит в ранее полученное
выражение (2.45).
      В заключение отметим, что ЭЦР плазма имеет отличия от плаз-
мы ВЧ разряда и по ряду других параметров. Так, распространение
электромагнитных волн в плазме требует выполнения условия ω ≥ ω p ,
где ω p - плазменная электронная частота, определяемая соотношени-
ем ω p = (ne e 2 meε 0 ) . Решая последнее уравнение относительно ne ,
                             12




                                               96