Статья: Анализ распределения по энергии заряженных частиц в экспериментах по лазерному облучению мишеней (2018)

Представлены результаты спектроскопического исследования начального участка сверхзвуковой плазменной струи, формируемой импульсным разрядом в капилляре из углеродсодержащего полимера. Зарегистрированные с высоким временным (1–50 мкс) и пространственным (30–50 мкм) разрешением излучательные свойства высокотемпературного ядра струи (интенсивность и контур бальмеровских линий Hα и Hβ, относительные интенсивности ионных линий C II) позволили выявить особенности продольного распределения плотности и температуры электронов, вызванные неизобаричностью начального участка струи при сверхзвуковом ее истечении.

Представлены экспериментальные данные о параметрах плазмы и о составе газообразных продуктов при обработке пленки поликарбоната в плазме пониженного давления (50–300 Па) в кислороде. Анализ газовой фазы проводили методами эмиссионной спектроскопии и массспектрометрии. При различной площади обрабатываемого материала измерена напряженность электрического поля и температура газа на оси разряда, мольные доли продуктов деструкции полимера. Рассчитана функция распределения электронов по энергиям. Показано, что с увеличением площади обрабатываемого материала в реакторе изменяется приведенная напряженность электрического поля, температура газа, средняя энергия электронов и коэффициенты скоростей процессов с участием электронов.

Приведены результаты измерений средней скорости истечения плазменной струи, получаемой при помощи малогабаритного магнитоплазменного компрессора (МПК) с низковольтной системой питания. Определены зависимости скорости от давления газа, расстояния от торца плазмотрона и амплитуды тока разряда. Показано, что при давлениях ≲ 50 Торр скорость практически не меняется на расстоянии 5–25 мм от торца плазматрона. Выяснено, что скорость плазменной струи возрастает прямо пропорционально величине разрядного тока.

В рамках решения нерелятивистской электродинамической задачи получены формулы для тангенциальной диссипативной силы (силы электростатического трения) аксиальносимметричного зонда, движущегося параллельно плоской поверхности однородных пластин, или покрытых тонкими пленками пластин с различным сочетанием диэлектрических свойств. Разработаны численный алгоритм и программа расчета силы электростатического трения. В качестве примера вычислены силы трения металлического шарика вблизи металлической поверхности при фиксированной разности потенциалов между ними. Сравнение рассчитанных сил трения с экспериментальными значениями диссипативных сил в условиях электростатического взаимодействия обнаруживает расхождение на 8 порядков величины в меньшую сторону, как и в теоретических оценках других авторов. Зависимость силы трения от расстояния до поверхности аналогична наблюдавшейся в эксперименте.