Способ определения параметров неоднородной плазмы в магнитном поле Советский патент 1983 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах.

Известен способ определения параметров неоднородной плазмы по отсечке зондирующей волны, в котором измеряют частоту сигнгиха, при которой происходит увеличение амплитуды отраженной от плазмы электромагнитной ; волны или соответствующее уменьшение амплитуды проходящей волны и определяют максимальную концентрацию электронов Пу на пути зондирования l,

Однако этот способ не позволяет определить концентрацию плазмы, размеры которой сравнимы или меньше длины волны зондирующего излучения.

Известен также способ определения параметров неоднородной плазмы в магнитном поле, основанный на зондирог вании плазменного объема амплитудно модулированной электромагнитной волной с частотой, меньшей максимальной плазменной и циклотронной частот С2 .

Однако известный способ не обеспечивает определение максимальных значений локальной концентрации электронов в плазменном объеме.

Цель изобретения - определение максимальных значений локальной концентрации электронов в плазменном объеме.

Цель достигается тем, что согласно способу определения параметров неоднородной плазмы в магнитном поле измеряют распределение интенсивности излучения в видимой области спектра вдоль исследуемого плазменного объема, определяют положения макси10мов указанного распределения, которые соответствуют участкам с максимальной концентрацией электронов, равной критической концентрации для зондирующей электромагнитной волны.

15

,На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - распределение переменной составляющей интенсивности дI излучения плазма по длине е.

20

Устройство содержит баллон 1, магнит 2, волновод 3, генератор 4 и систему регистрации ин енсивности излучения плазмы в .оптическом диапазоне, включающую световод 5/ фото25 приемник 6, усилитель 7, синхродетектор 8, самописец 9, баллон 1 с плазмой вводится в волновод 3 через отверстия в середине его широких ствт нок, к нему.подводится амплитудно

30 .модулированная волна типа от

генератора 4 на частоте, для которой выполняется условие 4tosuj , где u) угловая частота зондирующего сигнала, W( - циклотронная частота.

Поглощение электромагнитной волны приводит к локальному нагреву электронов и дополнительной ионизации в области, где максимальная в сечении концентрация п равна критической п. . Поглощение зондирующей волны изменяет положение области плазмы, в которой Пд . Однако при малой амплитуде и длительности зондирующего сигнала, возм щение плазмы незначительно и максимум выделенной энергии находится в точке Пд- Пр для исходной плазмы. В слабо ионизированной плазме нагрев электронов и дополнительную ионизацию моно регистрировать по увеличению интенсивности светового излучения с помощью фотоприемника 6 . Сканировани вдоль и поперек плазменного объема осуществляется подвижной системой внутри магнита. По положению максимума пространственного распределения интенсивности светового излучения можно определить локально концентрацию, которая равна критической для зондирующей волны и максимальна в данном поперечном сечении.

Формула изобретения

Способ определения параметров неоднородной плазмы в магнитном поле, основанный на зондировании плаз5 менного объема амплитудно модулированной электромагнитной волной с частотой, меньшей максимальной плазменной и циклотронной частот, отличающийся тем, что, с

Q целью определения максимгшьных значений локальной концентрации электронов в плазменном объеме, измеряют распределение интенсивности излучения в видимой области спектра

j вдоль исследуемого плазменного объема, оп1$еделяют положения максимумов указанного распределения, которые соответствуют участкам с максимальной концентрацией электронов, рав„ ной критической концентрации для зондирующей электромагнитной волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Русанов В.Д. Современные методы исследования плазмы. М., Госатиздат, 1962, с. 41.

2. Голант В.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. М.,

30 Наука, 1968, с. 174 (прототип).

(

fe

/ /

м

fpiff. f