Введение
Глава 1. Создание широкоапертурной плазмы с помощью Cs-Xe разряда постоянного тока и ее диагностика 35
1.1. Газоразрядные трубки и экспериментальные установки для создания пространственно однородного положительного столба Cs-Xe разряда 35
1.2. Методы диагностики плазмы положительного столба Cs-Xe разряда 45
1.2.1. Измерение напряженности продольного электрического поля и концентрации электронов в положительном столбе 45
1.2.2. Эмиссионная оптическая спектроскопия ПС Cs-Хе разряда 50
1.2.3. Измерение температуры электронов в ПС Cs-Xe разряда 53
1.2.4. Методика измерения пространственного распределения интенсивности оптического излучения ПС Cs-Xe разряда .55
1.3. Экспериментальное исследование плазмы положительного столба Cs-Xe разряда 60
Глава 2. Метод визуализации и определения пространственного распределения интенсивности миллиметровых волн при помощи оптического континуума, излучаемого ПС Cs-Xe разряда 69
2.1. Методы визуализации и определения пространственного распределения интенсивности миллиметровых волн 69
2.2. Экспериментальное исследование характеристик метода визуализации пространственного распределения интенсивности ММ волн при помощи оптического континуума, излучаемого ПС Cs-Xe разряда 73
2.2.1. Исследование воздействия ММ излучения на слой плазмы ПС Cs-Xe разряда 73
2.2.2. Визуализация пространственного распределения интенсивности ЭМ излучения восьмимиллиметрового диапазона на выходе рупорных антенн и в квазиоптическом пучке .76
2.2.3. Определение чувствительности метода по энергии и мощности ЭМ излучения в восьмимиллиметровом диапазоне длин волн 83
2.2.4. Измерение временного разрешения метода визуализации миллиметровых волн 85
2.2.5. Визуализация ЭМ излучения восьмимиллиметрового диапазона с длительностью импульса порядка микросекунды 88
2.2.6. Визуализация ЭМ излучения двухмиллиметрового диапазона длин волн 95
Глава 3. Физические основы метода визуализации ММ излучения при помощи оптического континуума, излучаемого ПС Cs-Xe разряда 102
3.1. Механизм влияния электрического поля на яркость оптического континуума, излучаемого ПС Cs-Xe разряда .103
3.2. Функция распределения электронов по энергии в однородном ПС Cs – Xe разряда и влияние ее вида на оптический континуум .107
3.3. Экспериментальное исследование зависимости яркости ОК от величины электрического поля 115
3.4. Исследование причин нелокальности отклика ОК, излучаемого ПС Cs-Xe разряда среднего давления, на воздействие микроволнового излучения. Пространственное разрешение метода визуализации 120
3.4.1. Эксперименты по визуализации пространственного распределения интенсивности ММ излучения в фокальной области аксикона 120
3.4.2. Моделирование поведения в пространстве яркости ОК в условиях воздействия на плазму ММ излучения .123
3.4.3. Сравнение результатов расчетов и экспериментов .135
3.5. Динамика отклика температуры электронов на быстрое изменение интенсивности ММ излучения 140
Глава 4. Демонстрация прикладных возможностей метода визуализации ММ излучения при помощи оптического континуума, излучаемого ПС Cs-Xe разряда 142
4.1. Исследование характеристик излучения оротрона двухмиллиметрового диапазона .143
4.2. Визуализация ММ излучения на выходе гиротрона с импульсным магнитным полем 151
4.3. Визуализация теневых радиоизображений объектов, освещаемых миллиметровыми волнами 157
4.3.1. Экспериментальная установка для динамической визуализации теневых радиоизображений объектов, освещаемых ММ излучением 158
4.3.2. Визуализация радиоизображений стационарных амплитудных объектов 160
4.3.3. Визуализация радиоизображений стационарных фазовых объектов 168
4.3.4. Визуализация в реальном времени радиоизображений нестационарных объектов 176
Глава 5. Использование широкоапертурных газоразрядных и газовых сред в нелинейной микроволновой квазиоптике 179
5.1. Нелинейные среды и нелинейные квазиоптические антенно-фидерные устройства диапазона сантиметровых и миллиметровых волн .180
5.2. Нелинейная среда для миллиметровых волн на основе однородной плазмы ПС Cs-Xe разряда среднего давления 196
5.3. Обращение волнового фронта при резонансном вырожденном четырехволновом смешении миллиметровых волн в газообразном серооксиде углерода .209
Глава 6. Изучение возможности использования фотоионизационной плазмы в качестве объемной нелинейной среды для миллиметровых волн 217
6.1. Методы создания однородной объемной плазмы с помощью электронных пучков и ультрафиолетового излучения .217
6.2. Несамостоятельный КВЧ разряд в молекулярных газах среднего давления, поддерживаемый ультрафиолетовым излучением 223
6.3. Характеристики нелинейной среды для ММ волн на основе фотоионизованного молекулярного газа 237
6.4. Исследование механизма неустойчивости объемного несамостоятельного КВЧ разряда, поддерживаемого УФ излучением .244
Заключение 252
Приложение 1. Кинетика положительного столба Cs-Xe разряда среднего давления в условиях воздействия на него ММ излучения 256
П1.1. Кинетическая модель пространственно однородного ПС разряда постоянного тока в смеси Cs-Xe 256
П1.2. Кинетические и электрические характеристики ПС Cs-Xe разряда в отсутствии воздействия ММ излучения .263
П1.3. Моделирование влияния ММ излучения на кинетические и электрические параметры плазмы ПС Cs-Xe разряда 269
Приложение 2. Исследование динамики нагрева азота, а также смеси азота и кислорода в тлеющем и микроволновом разряде по вращательной структуре спектров поглощения молекул методом ВРЛС .281
Список сокращений и условных обозначений 300
Список работ, в которых опубликованы основные результаты диссертации 310
Список литературы
