Вакуумная и плазменная электроника. Светцов В.И. - 113 стр.

получить концентрацию, имея весьма ограниченную информацию о темпера-
туре. С другой стороны, экспоненциальный характер зависимости интенсивно-
сти от частоты излучения и температуры позволяет определять электронную
температуру по коротковолновой части спектра даже в том случае, когда кон-
центрация заряженных частиц неизвестна. Метод применяется в основном в
плазме с высокой концентрацией заряженных частиц.
     Контуры спектральных линий атомов или ионов деформируются под дей-
ствием различных причин, каждая из которых вносит свой вклад в форму кон-
тура. Кроме так называемого аппаратурного контура, ширина которого опреде-
ляется характеристиками спектрального прибора, имеют место доплеровское
уширение спектральных линий, определяемое тепловым движением тяжёлых
частиц, штарковское уширение, связанное с действием электрических полей
заряженных частиц. По доплеровскому уширению определяют обычно темпе-
ратуру ионов, а по штарковскому - концентрацию заряженных частиц в плазме.
Необходимо отметить, что методы, связанные с анализом контура линии, кро-
ме сложной аппаратуры, требует чрезвычайно тщательной, скрупулёзной обра-
ботки данных. Основным достоинством оптических методов диагностики
плазмы является отсутствие возмущения плазмы. Эти методы чаще использу-
ются при исследовании плотной высокотемпературной плазмы.

        6.2.3. Сверхвысокочастотные методы диагностики плазмы

     Схема, используемая для просвечивания плазмы СВЧ излучением, очень
проста. Микроволновый сигнал фиксированной частоты, поступающий через
волновод в направленную антенну, проходит сквозь плазму, а затем регистри-
руется детектором, снабжённым приёмной антенной. Регистрируя сигнал с вы-
хода детектора, получают кривую, подобную приведённой на рис.6.2.
     Распространение электромагнитных волн в плазме определяется значени-
ем диэлектрической постоянной.
     В той области температур и концентраций, где Е не зависит от частоты ку-
лоновских столкновений, имеет место однозначная связь между диэлектриче-
ской постоянной и концентрацией
            ω 20                   4 ⋅ π ⋅ e2 ⋅ n
     E =1− 2 ,         где ω 0 =                                     (6.10)
            ω                            m
     При ω = ω0 коэффициент преломления N = E обращается в нуль, т.е.
электромагнитная волна, падая на плазму достаточно высокой концентрации,
испытывает полное внутреннее отражение и не попадает в плазму. Следова-
тельно, если на пути СВЧ-излучения с фиксированной длиной волны имеется
область, занимаемая плазмой, концентрация которой возрастает со временем,
то при выполнении условия ω0 > ω детектор перестаёт регистрировать излуче-
ние, прошедшее через плазму. Максимальная концентрация плазмы на пути
пучка в этот момент равна:

                                     113