16.3 СВЧ-диагностика плазмы

При изучении электрических свойств плазмы было показано, что диэлек-

трическая проницаемость плазмы определяется соотношением
εп = 1 – (ωпe/ω)2,	(3.27)

где ωпe = (е2n/ε0me) – ленгмюровская (плазменная) частота собственных колебаний электрона в плазме, ω – частота колебаний внешнего переменного электрического поля. Если ωпe > ω, то диэлектрическая проницаемость плазмы – положительная величина, показатель преломления плазмы n = (εп)1/2 –действитель- ная величина и электромагнитная волна проходит через плазму. При ωпe < ω диэлектрическая проницаемость плазмы отрицательна, а показатель преломления и, следовательно, фазовая скорость волны – мнимые величины. Это означает, что при таком условии электромагнитная волна не проходит в плазму, а полностью отражается от нее. Максимальная длина волны, при которой СВЧ-излуче- ние еще может пройти сквозь плазму, определяется соотношением

λкр = 2πc/(е2n/ε0me)1/2.

(3.28)

На этом явлении основан метод измерения концентрации плазмы, который называется метод СВЧ-отсечки. Для этого плазма помещается между излучателем и приемником СВЧ-излучения. Изменяя частоту или длину волны, добиваются условий, при которых излучение отражается от плазмы. По частоте (длине волны) отсечки рассчитывается концентрация плазмы. Этот метод наиболее приемлем при плотности плазмы более 1013 см–3. К недостаткам метода следует отнести усредненность измерения плотности плазмы и возможное возмущение параметров плазмы внешним переменным полем.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

169

1.Чен Ф. Введение в физику плазмы. – М.: Мир, 1987. – 388 с.

2.Чернецкий А.В. Введение в физику плазмы. – М.: Атомиздат, 1969. – 304 с.

3.Синкевич О.А., Стаханов И.П. Физика плазмы. – М.: Высшая школа, 1991. – 192 с.

4.Ковальский Г.А. Электрическая плазма в газовом разряде: Учебное пособие. – М.: МИРЭА, 1983. – 108 с.

5.Методы исследования плазмы / Под ред. В. Лохте-Хольдгревена. – М.: Мир, 1971. – 552 с.

6.Алексеев Б.В., Котельников В.А. Зондовый метод диагностики плазмы.

– М.: Энергоатомиздат, 1988. – 238 с.

7.Смирнов Б.М. Физика слабоионизованного газа в задачах с решениями.

– М.: Наука, 1991. – 424 с.

8.Соболев В.Д. Физические основы электронной техники: Учебник для вузов. – М.: Высш. школа, 1979. – 448 с.

9.Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. – М.: Наука, 1966. – 564 с.

10.Гапонов В.И. Электроника: Часть 1. – М.: Физ. мат. литературы, 1960.

– 516 с.

11.Левицкий С.М. Сборник задач и расчетов по физической электронике.

– Киев: Киевский гос. ун-т, 1964. – 208 с.

170