Введение
ГЛАВА I. Обзор исследований тлеющего разряда в потоке газа. механизмы генерации газоразрядных с02-и со-лазеров
1.1. Тлеющий разряд. Основные его характеристики и применения с. 28
1.2. Модель Шоттки положительного столба тлеющего разряда с. 32
1.3. Тлеющий разряд в потоке газа с. 40
1.3.1. Механизмы воздействия потока на разряд с. 47
1.3.2. Вольтамперные характеристики тлеющего разряда в потоке газа с. 50
1.3.3. Влияние скорости потока на напряжение горения разряда с. 50
1.3.4. Критический ток разряда с. 51
1.3.5. Катодная область с. 54
1.3.6. Анодная область с. 55
1.3.7. Положительный столб разряда с. 55
1.3.8. Основные процессы в тлеющем разряде в потоке газа с. 56
1.3.9. Модели положительного столба с. 61
1.3.10. Разряд в сверхзвуковом потоке газа с. 68
1.4. Элементарные процессы и распределение электронов по энергиям в плазме тлеющего разряда в молекулярных газах с. 70
1.5. Газоразрядные СОг-лазеры с. 78
1.5.1. Колебательные уровни молекул, составляющих рабочую среду СОг-лазеров с. 78
1.5.2. Резонанс Ферми с. 82
1.5.3. Механизм образования инверсной населенности в СОг-лазерах с. 85
1.5.4. Физические процессы в С02-лазерах с. 88
1.5.5. Современные разработки СОг-лазеров большой мощности с. 92
1.6. Лазеры на окиси углерода с электрическим возбуждением с. 100
1.6.1. Механизм создания инверсной населенности с. 100
1.6.2. Теоретические исследования электроразрядных СО-лазеров с. 111
1.6.3. Энергетические характеристики с. 114
1.6.4. Временные параметры излучения с. 117
1.6.5. Спектральные характеристики излучения с. 118
ГЛАВА II. Расчеты функции распределения электронов по энергиям (фрээ), коэффициентов переноса и кинетических характеристик плазмы тлеющего разряда в молекулярных газах
II. 1. Кинетическое уравнение для ФРЭЭ с. 120
ІІ.2. Методика вычисления ФРЭЭ. Стационарный подход с. 123
П.З. Результаты расчетов ФРЭЭ и интегральных характеристик с. 129
ІІ.3.1. Расчеты ФРЭЭ с. 129
П.3.2. Средняя энергия электронов с. 130
П.3.3. Дрейфовая скорость электронов с. 134
П.З.4. Расчет констант скоростей ионизации и диссоциативного прилипания электронов к молекулам в газоразрядной плазме с. 140
П.З.5. Энерговклад в поступательно-вращательные и колебательные степени свободы молекул. Возбуждение электронных уровней атомов и молекул. Коэффициенты диффузии электронов с. 148
ІІ.4. Нестационарное уравнение Больцмана для ФРЭЭ с. 154
П. 4.1. Нестационарное уравнение Больцмана для электронов с. 154
Н.4.2. Метод решения нестационарного кинетического уравнения с. 156
П. 4.3. Результаты расчетов ФРЭЭ с. 163
Выводы с. 168
ГЛАВА III. Аналитические расчеты тепловых и электрических характеристик в камерах тлеющего разряда с потоком газа
III. 1. Тлеющий разряд в продольном потоке газа в цилиндрических трубках. Диффузионный режим с. 169
Ш.2. Распределение концентрации электронов внутри разрядной камеры с поперечным тлеющим разрядом (двумерный случай) с. 179
III.3. Распределение концентрации электронов внутри разрядной камеры
с поперечным тлеющим разрядом (трехмерный случай) с. 182
Ш.4. Амбиполярная диффузия заряженных частиц в газоразрядной плазме с. 185
Выводы с. 189
ГЛАВА IV. Численные расчеты характеристик тлеющего разряда в потоке газа
IV. 1. Математическая модель зарядовой кинетики в газоразрядной плазме в электроотрицательном газе с. 190
IV.2. Метод решения системы уравнений зарядовой кинетики и электрического поля. Двумерный подход с. 193
IV.3. Результаты расчетов распределения концентраций заряженных частиц и потенциала электрического поля внутри РК с. 194
IV.4. Метод решения системы уравнений в трехмерном случае с. 199
Выводы с. 201
ГЛАВА V. Физические и математические модели газоразрядных С02-лазеров. колебательно-неравновесные течения лазерных смесей в условиях тлеющего разряда
V. 1. Математическая модель колебательной кинетики в рабочих смесях С02-лазеров с. 202
V.2. Времена VV- и VT-обмена в рабочих средах С02-лазеров с. 209
V.3. Математические модели и численные расчеты колебательной кине
тики в С02-лазерах. Семитемпературная модель с. 221
V.4. Математическая модель и численные расчеты С02-лазеров
(четырехтемпературная модель) с. 241
V.5. Математическое и численное моделирование быстропроточных
С02-лазеров с цилиндрической и конической трубками с. 252
V.5.1. Результаты расчетов С02-лазера с цилиндрической трубкой с. 255 V.5.2. Численное моделирование быстропроточного С02-лазера
с конической трубкой с. 261
Выводы с. 271
ГЛАВА VI. Двумерные расчеты разрядных камер с02-лазеров с продольным тлеющим разрядом
VI. 1. Система уравнений в приближении узкого канала с. 273
VI.2. Методика решения системы уравнений с. 277
VI.2.1. Вычисление газодинамических характеристик р, и, Т о,. 219
VI.2.2. Вычисление поперечной компоненты скорости с. 282
VI.2.3. Расчет степени ионизации и напряженности электрического поля с. 282
VI.2.4. Расчет объемных плотностей колебательной энергии с. 284
VI.2.5. Соотношения для времен релаксации с. 286
VI.2.6. Основная разностная схема с. 289
VI.3. Результаты расчетов с. 292
Выводы с. 301
ГЛАВА VII. Математическая модель и численное моделирование проточного электроразрядного и электроионизационного СО-лазеров
VII. 1. Уравнения колебательной кинетики. Метод решения с. 302
VII.2. Уравнения газовой динамики с. 309
VII.3. Уравнения для интенсивностей линий излучения с. 313
VII.4. Численный метод решения с. 315
VII.5. Результаты и обсуждение с. 319
VII.6. Коэффициенты усиления с. 324
VII.7. Определение мощности выходного излучения с. 328
VII.7.1. Приближение постоянного коэффициента усиления с. 328
VII.7.2. Приближение постоянной интенсивности с. 331
Выводы с. 334
Заключение с. 335
Литература
