Особенности СВЧ разряда на поверхностной электромагнитной волне и его приложения (промежуточный отчет)

Выполнены комплексные исследования СВЧ разряда низкого давления, поддерживаемого поверхностной электромагнитной волной (ПЭВ). Для исследования фундаментальных свойств разряда и поддерживающей его поверхностной волны был создан экспериментальный стенд. Разряд осуществлялся в кварцевой трубке длиной 2 м заполненной воздухом при давлении 0,04-0,2 Торр. Для возбуждения разряда использовался волноводный аппликатор с подстроечным поршнем, СВЧ энергия в который поступала от магнетрона частотой 2,45 ГГц, мощностью 800 Вт. Проведены измерения структуры электрического поля ПЭВ. Установлено, что на плазменном столбе возбуждается дипольная мода ПЭВ. Длины волн ПЭВ измерены как методом стоячей волны, так и интерферометрическим методом. Методом прохождения через разрядную плазму диагностического СВЧ сигнала получены абсолютные значения плотности плазмы. Концентрация электронов вычислялась путем совмещения экспериментальных данных прохождения диагностического сигнала с численным моделированием. С помощью дисперсионного уравнения для дипольной моды ПЭВ, учитывающего толщину кварцевой стенки трубки, на основании измерений длины волны ПЭВ произведена оценка плотности плазмы. Исследован резонанс СВЧ поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ), самосогласованно распространяющейся по плазменному столбу между двух металлических зеркал, причем плазменный столб поддерживается самой волной. Оценена добротность образовавшегося резонатора. Исследована структура поля ПЭВ внутри резонатора. Зарегистрирован рост плотности плазмы при резонансе. С помощью электромагнитного кода КАРАТ была создана 2-D модель открытого резонатора ПЭВ на плазменном столбе. Показано, что развитие неустойчивостей на заключительной стадии распространения разряда связано с возмущением поля поверхностной волны в прифронтовой области на границе разряда.