Размещено на http://www.allbest.ru/

Ужгородський національний університет

УДК 539.186.537.621.623.373

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Емісійні характеристики щільної плазми електророзрядних джерел випромінювання на атомах гелію і неону та монофторидах і монохлоридах важких інертних газів

01.04.04 - фізична електроніка

Миня Олександр Йосипович

Ужгород - 2005

Дисертація є рукописом випромінювання атмосферний газ

Робота виконана в Ужгородському національному університеті, Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри квантової електроніки, Ужгородський національний університет Шимон Людвик Людвикович

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри електронних систем, Ужгородський національний університет Опачко Іван Іванович

кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри теоретичної фізики, Київський національний університет імені Тараса Шевченка Дацюк Віталій Васильович

Провідна установа: Інститут фізики НАН України, відділ газової електроніки, м. Київ

Захист дисертації відбудеться “23” вересня 2005 р. о 14 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради К.61.051.01 при Ужгородському національному університеті за адресою: 88000, м. Ужгород, вул. Волошина, 54, ауд. 181.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Ужгородського національного університету (м. Ужгород, вул. Капітульна, 9).

Автореферат розісланий “15” серпня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор фізико-математичних наук, професор Блецкан Д. І.

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Імпульсно-періодичні ексимерні лампи (ІПЕЛ) знаходять усе ширше застосування там, де важливим є рівномірне опромінення значних поверхонь або об'ємів потуж-ним короткохвильовим випромінюванням. До найбільш важливих застосувань ІПЕЛ відносяться очистка води та повітря, поверхні, стерилізація, підгонка деталей мікросхем, фотолітографія. Потужність та коефіцієнт корисної дії (ККД) цих ламп переважає відповідні параметри джерел випромінювання на парах металів, водню або дугових ксенонових ламп. Ефективність фотохімічних процесів та бактерицидна дія ексимерних ламп сильно залежать від довжини хвилі випромінювання у спектральному діапазоні 150-350 нм. Тому важливим є максимально щільне перекриття УФ діапазону спектру потужним імпульсно-періодичним випромінюванням. До початку наших досліджень ІПЕЛ-лампи працювали лише на одній В-Х смузі молекул KrF* (XeCl*), а їх робочим середовищем були проcті газові суміші типу Не/Kr(Хе)/F2(НCl). Можливості керування спектральними, часовими і енергетичними характеристиками ексимерних ламп на моногалогенідах Ar, Kr i Xe, які збуджуються поперечним об'ємним розрядом (ПОР) у складних робочих сумішах типу Не/Ar/Kr/Xe/F2(SF6,HCl) були невідомі. При цьому, значний інтерес викликає можливість розробки й джерел видимого та близького інфрачервоного (ІЧ) випромінювання на атомах Не та Ne з розселенням їх нижніх енергетичних станів в результаті пеннінгівської іонізації галогеновмісних молекул метастабільними атомами легких інертних газів.

Робота ексимерних ламп чи лазерів із частотою повторення імпульсів більшою за 5-10 Гц вимагає підтримання оптимальної температури робочої суміші й утилізації надлишкового тепла в розрядній камері. Використання механічних систем прокачування агресивних газових сумішей високого тиску через систему електродів лазера та холодильник вимагає значних витрат енергії, вносить забруднення і є причиною шуму та вібрації випромінювача. Можливості же використання альтернативної - електричної системи прокачування робочих середовищ ексимерних джерел випромінювання стримувалися відсутністю даних з умов одержання, характеристик та фізичних процесів у плазмі багатоелектродного коронного розряду (БКР) на сумішах інертних газів із фторвмісними молекулами (F2, SF6). При запалюванні коронного розряду (КР) в чистих інертних газах або їх сумішах високого тиску, за рахунок нелінійностей коронного розряду у цих середовищах, можливим є формування однорідного стаціонарного розряду, який є проміжним між тліючим та коронним. Умови отримання таких плазмоутворень у значному об'ємі з використанням системи електродів “голки-сітка”, які можливо застосовувати як систему неперервної УФ передіонізації, або для накачування простих лазерів високого тиску на атомах інертних газів, не були встановлені.

Таким чином, актуальність теми дисертації зумовлена необхідністю дослідження умов формування, основних характеристик і механізму запалювання слабострумового ПОР в сумішах інертних газів із фторвмісними молекулами та встановленням характеристик сильнострумового ПОР в легких інертних газах та складних сумішах важких інертних газів з молекулами фтору, елегазу та хлориду водню; вивченням характеристик і фізичних процесів в плазмі багатоелектродного коронного розряду на інертних газах та їх сумішах з молекулами водню, фтору і елегазу; розробці та оптимізації імпульсно-періодичних електророзрядних джерел УФ-ВУФ випромінювання ексимерних молекул з електричним прокачуванням робочих сумішей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. В роботу включені наукові результати, одержані на протязі 1994-2002 рр. у Проблемній науково-дослідній лабораторії фізичної електроніки Ужгородського національного університету при виконанні планових науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України ( 1994-1996 рр., номер державної реєстрації 0194U038495; 1997-1999 рр., - 0198U003108; 2000-2002 рр., - 0198U003108, Київ).

Метою роботи було отримання нових фізичних відомостей про випромінювання та процеси в низькотемпературній плазмі атмосферного тиску, яка формується в поперечному об'ємному й багатоелектродних коронних розрядах на інертних газах і їх сумішах із фтор- або хлорвмісними молекулами; формування банку даних для використання цієї електророзрядної плазми в імпульсно-періодичних джерелах видимого й короткохвильового випромінювання на атомах Не, Ne та монофторидах і монохлоридах Ar, Kr і Хе.

Для досягнення мети потрібно було вирішити наступні задачі: розробити та виготовити основні елементи експериментальної установки для дослідження плазми поперечного та коронного розрядів у робочих середовищах джерел випромінювання на молекулах азоту, монофторидах та монохлоридах інертних газів, а також атомах гелію й неону; встановити характеристики поперечного розряду з допробійним розмноженням електронів у сумішах інертних газів із молекулами фтору й елегазу і запропонувати якісний механізм формування слабострумового ПОР; дослідити емісійні характеристики та оптимізувати дискретний режим випромінювання на переходах молекул RF* і RCl* в ексимерних лампах із накачуванням сильнострумовим ПОР; дослідити електричні та емісійні характеристики багатоелектродного коронного розряду в суміші He/Ne/(H2) і основні механізми заселення робочих станів атомів Не*, Nе* у пеннінгівських джерелах випромінювання; виявити найбільш оптимальні умови роботи систем електричного прокачування газових сумішей атмосферного тиску у джерелах випромінювання на ексимерних молекулах та молекулах азоту.

Об'єкт дослідження: низькотемпературна електророзрядна плазма високої щільності (50-350 кПа) на атомах інертних газів та сумішах інертних газів із фтор- і хлорвмісними молекулами, а також молекулами азоту й водню.

Предмет дослідження: емісійні характеристики щільної плазми електророзрядних джерел випромінювання на атомах гелію й неону та монофторидах і монохлоридах важких інертних газів.

Методи дослідження: тиск робочого середовища в електророзрядних випромінювачах складає Р 20-300 кПа, тому при експериментальному дослідженні емісійних характеристик плазми в спектральній області 200-1000 нм ми використали методи нестаціонарної (і стаціо-нарної) спектроскопії випромінювання з високим часовим розділенням (2-3 нс); калориметричні методи вимірювання потужності випромінювання ламп; визначення електричних характеристик ПОР короткої тривалості здійснювалося осцилографічним методом, а вимірювання спаду напруги на електродах, струму, потужності поперечних та коронних розрядів проводилися електричними методами. Такі методи мало впливають на плазму поперечного об'ємного та коронного розрядів і дозволяють отримувати достовірні дані про її характеристики та основні фізичні процеси в джерелах випромінювання. Одержані результати дозволяють коректувати кінетичні моделі плазми відповідних джерел УФ-ВУФ та видимого випромінювання.

Наукова новизна результатів полягала в тому, що вперше встановлено:

· механізм запалювання слабострумового поперечного об'ємного розряду у робочих середовищах імпульсно-періодичних джерел випромінювання на переходах атомів гелію, неону, молекулах азоту та фториду водню пов'язаний з динамічним профілюванням напруженості внутрішнього електричного поля і формуванням високошвидкісної іонізаційної хвилі;

· спектри, динаміка і коротка тривалість імпульсів випромінювання континуума неону високої щільності і його збіг у часі з максимумами струму ПОР дозволили ототожнити це випромінювання з випромінюванням на електронно-коливальних переходах молекулярних іонів у спектральному діапазоні 190-400 нм;

· новий режим роботи електророзрядних джерел з дискретним спектром випромінювання на монофторидах і монохлоридах Ar, Kr, Xe в спектральній області =192-353 нм, які працюють на складних газових сумішах інертних газів (He/Ar/Xe; Ar/Kr/Xe тощо) із комплексним галогеноносієм SF6/НСl; найбільш вірогідним механізмом утворення молекул RF* в елегазовій плазмі є рекомбінація іонів F?, SF6? з іонами важких інертних газів R+, а RCl* при рекомбінації іонів R+ з іонами Cl?;

· заселення атомів Nе(3р,3р') в плазмі вiд'ємного коронного розряду в системі електродів „голки-сiтка (-площина)” на сумiшах інертних газів із молекулами водню при тисках Р=100-350 кПа зумовлено в результатi реакції дисоцiативної рекомбiнацiї молекулярних iонiв з електронами, а зменшення інтенсивності випромінювання спектральної лінії 585,3 нм атома неону - гасінням верхнього енергетичного рівня NeI молекулами водню;

· коронний розряд в системах електродів „голки-сітка (-площина)” на сумiшах iнертних газiв із молекулами F2, SF6, N2 при тисках 100 кПа з парціальним тиском молекулярного компонента 5 кПа можна використати в системах електричного прокачування у джерелах випромiнювання на переходах ексимерних молекул і молекул азоту на основі аналізу умов формування, електричних та емісійних характеристик даного розряду;

· механізм утворення плазми суцільної генераційної зони великого об'єму (V 10 см3), яка формується в багатоелектродному негативному коронному розряді атмосферного тиску на сумішах інертних газів з молекулами фтору; дана плазма є селективним джерелом випромінювання монофторидів важких інертних газів та спектральних ліній ексимероформуючого газу (Ar, Kr, Xe) в видимій та близькій інфрачервоній областях спектру; виділення цих спектральних ліній зумовлено розселенням нижніх метастабільних станів атомів важких інерних газів в результаті процесів пеннінгівської іонізації; утворення ексимерних молекул в генераційній зоні відбувається переважно в „гарпунних” реакціях між атомами R(np) і молекулами SF6 та іон-іонній рекомбінації з участю негативних (F?) й позитивних (R+) іонів.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблені джерела випромінювання з накачуванням поперечним об'єним і багатоелектродними коронними розрядами та отримані результати їх оптимізації можуть бути використані наступним чином:

слабострумовий ПОР пропонується використати для покращення однорідності розрядів у плазмохімічних реакторах та імпульсно-періодичних широкоапертурних хімічних лазерах;

імпульсну плазму на основі сумішей інертних газів із комплексним галогеноносієм SF6/НСl застосовувати як робоче середовище в УФ лазерах та лампах із дискретним спектром випромінювання на переходах молекул монофторидів і монохлоридів ксенону й криптону;

суцільну генераційної зону багатоелектродного коронного розряду від'ємної полярності на сумішах інертних газів із молекулами фтору використати як робоче середовище ексимерних ламп атмосферного тиску із шириною спектральної смуги випромінювання порядку 2-3 нм;

застосувати від'ємний коронний розряд у системі електродів „голки-сітка” на сумішах Не/Nе/(Н2) для розробки пеннінгівських джерел випромінювання атмосферного тиску на переходах атомів легких інертних газів;

коронний розряд у системі електродів “голки-сітка” на сумішах інертних газів із молекулами елегазу, фтору та азоту може застосовуватися в імпульсно-періодичних ексимерних і азотних джерелах випромінювання з електричним прокачуванням щільного робочого середовища з частотою слідування імпульсів накачування f ? 100 Гц.

Особистий внесок здобувача при одержанні наукових результатів. Пошукувач зробив аналіз та узагальнення літературних джерел, а саме було розглянуто стан питання з дослідження та розробки імпульсного об'ємного розряду на сумішах інертних та фтор- і хлорвмісних газах, а також проаналізував результати дослідження коронного розряду в сумішах інертних газів із молекулами SF6 і F2. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані у працях [1-19,21,22] у співавторстві з О.К. Шуаібовим та ін. і статті [20], яка є одноосібною. Здобувач виконав роботу з проектування та виготовлення основних вузлів експериментальної установки для діагностики плазми імпульсних та квазінеперервних електророзрядних джерел випромінювання високого тиску; приймав участь у розробці методик досліджень поперечного [8,9,10,16] і коронного [11,13, 15] розрядів. Автором виконана розробка систем електродів передіонізації та високовольтної ча-стини генераторів імпульсів живлення ПОР [2,5,12]. На паритетних основах із співробітниками групи запропоновано і реалізовано механічний та електричний модулі прокачування [1,20,21] газових сумішей джерел випромінювання з накачуванням ПОР, а також джерела випромінювання на основі КР [3,12,21]. Дисертант приймав участь у підготовці та проведенні експериментів, обробці та аналізу результатів досліджень електричних і емісійних характеристик плазми поперечного [5,8-10,12,16-18] й коронного [1-4,6,7,11,13-15,19-22] розрядів. Автору належить написання частини методичних розділів колективних праць і побудова графічних матеріалів. У працях [5,10] ним запропонована якісна модель формування слабострумового поперечного розряду та механізм утворення збуджених атомів неону; у праці [9], на підставі аналізу осцилограм та емісійних характеристик плазми сильнострумового поперечного розряду в неонi атмосферного тиску випромiнювання у спектральному діапазоні 200-400 нм було ототожнено з електронно-коливальними переходами iонної молекули . При дослідженні плазми коронного розряду в сумішах He/Ne/(H2) у [6,13] обґрунтував, що заселення атомів Nе(3р,3р') зумовлено в результатi процесу дисоцiативної рекомбiнацiї молекулярних iонiв з електронами, а зменшення інтенсивності випромінювання спектральної лінії 585,3 нм неону зумовлено гасінням верхнього енергетичного рівня атомів неону молекулами водню; у праці [14] запропонував механізм запалювання плазми суцільної генераційної зони коронного розряду в сумішах інертних газів із молекулами фтору. Самостійно сформулював наукову новизну й висновки дисертації; особисто представляв результати і виступав із доповідями на наукових конференціях.

Апробація роботи. Результати досліджень, які представлені в роботі, доповідалися та обговорювалися на Міжнародній конференції з оптичної діагностики матеріалів і приладів опто-, мікро- і квантової електроніки (Київ, 1997 р.), Третій конференції з лазерної фізики та спектроскопії (Гродно, 1997 р.), Міжнародній конференції "Сторіччя електрона" (Ужгород, 1997 р.), Міжрегіональній науково-практичній конференції "Фізика конденсованих систем" (Ужгород, 1998 р.), Шостій європейській конференції з атомної і молекулярної фізики ECAMP-6 (Сієна, Італія, 1998, р.), Європейській конференції з квантової електроніки CLEO/EUROPE-EQEC'98 (Глазго, Англія, 1998 р.) та щорічних підсумкових наукових конференціях викладачів та наукових співробітників фізичного факультету УжНУ (Ужгород, 1996-2003 рр.).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в 27 наукових працях, 19 з яких є статтями у провідних журналах з фізики плазми, квантової електроніки та оптики і спектроскопії, і описах до двох патентів на винахід України, а також у одній одноосібній статті в збірнику наукових статей. Список наукових статей у фахових журналах наведено в кінці автореферата дисертації.

Структура та об'єм дисертації. Дисертація складається із вступної частини, чотирьох розділів, висновків та списку використаної літератури, який включає 167 найменувань. Її викладено на 176 сторінках друкованого тексту, в тому числі, дисертаційна робота містить 61 рисунок та 11 таблиць.

Основний зміст роботи

Вступ містить обгрунтування актуальності даного напрямку експериментальних досліджень. Тут сформульовано: мету та задачі дисертаційної роботи, об'єкт, предмет і методи дослідження, наукову новизну, практичну цінність та рекомендації щодо використання одержаних результатів, а також наведено зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами кафедри квантової електроніки, представлено особистий внесок пошукувача й апробацію роботи, а також дані про структуру та обсяг дисертаційної роботи.

Перший розділ дисертації є коротким оглядом найбільш важливих, експериментальних та теоретичних робіт із дослідження плазми імпульсних об'ємних розрядів в інертних газах та сумішах інертних газів із галогеновмісними молекулами. Розглянуто основні механізми запалювання, фізичні процеси та склад плазми імпульсного розряду. Виявлено, що для створення джерел випромінювання атмосферного тиску на монофторидах та монохлоридах Ar, Kr та Xe і атомах Не і Ne найбільш прийнятним є використання поперечного об'ємного розряду з автоматичною іскровою передіонізацією. Не дивлячись на чисельні дослідження імпульсного об'ємного розряду в електровід'ємних газових сумішах, залишається не до кінця встановлена картина формування слабострумової стадії ПОР. Інформація про характеристики подібних розрядів в активних середовищах пеннінгівських випромінювачів на атомах He i Ne та сумішах інертних газів із малоагресивним галогенносієм SF6 була відсутня. Невідомим залишився механізм його запалювання та причини високої просторової однорідності. Емісійні характеристики плазми в легких інертних газах детально вивчалася в ряді робіт, але вплив малих домішок молекулярних газів залишався не встановленим. Дослідження випромінювання нерівноважної плазми інертних газів свідчить, що широкосмугові континууми в Не(150-800 нм) і Ne(230-500 нм) пов'язані з випромінюванням збуджених молекулярних іонів R. Проте емісійні характеристики плазми інертних газів високої густини найбільш детально вивчалися лише при збудженні високоенергетичним електронним пучком (Е > 100 кеВ), а при використанні ПОР і БКР такі дані відсутні. Дослідження БКР у сумішах інертних газів із молекулами SF6 і F2 відсутні, хоча вони представляють інтерес для використання в модулях електричного прокачування лазерів і ламп, а також як самостійні джерела УФ випромінювання на монофторидах Ar, Kr і Хе.

У другому розділі приведено опис експериментального комплексу, макету джерела випромінювання на основі ПОР, модуля для дослідження різних типів багатоелектродного коронного розряду та вакуумної газозмішувальної системи. При розробці джерела випромінювання вирішувалися наступні задачі: 1) забезпечення можливості створення плазми в електророзрядному джерелі одночасно поперечним об'ємним розрядом та багатоелектродним коронним розрядом; 2) збільшення частоти повторення імпульсів накачування за рахунок БКР, що дозволило реалізувати імпульсно-періодичний режим до 40-50 Гц.

Представлено методику дослідження емісійних характеристик джерел випромінювання на сумішах інертних газів із молекулами SF6, F2, HCl, N2. Запропоновано та виготовлено систему реєстрації випромінювання короткої тривалості, яка використовувалася для отримання спектрів випромінювання плазми й дослідження залежностей відносної інтенсивності спектральних ліній та яскравості молекулярних смуг від параметрів розряду і ресурсу роботи випромінювачів, а також динаміки випромінювання з часовим розділенням 2-3 нс. Для перевірки дієздатності установки і методики були проведені та проаналізовані контрольні виміри й випробування на Не, N2 і сумішах He/N2/(SF6).

Третій розділ дисертаційної роботи присвячений висвітленню результатів дослідження емісійних і електричних характеристик слабострумового та сильнострумового ПОР.

Емісійні характеристики ПОР визначалися парціальним тиском у суміші галогенвмісних молекул, атомів важких інертних газів, тиску суміші та величини напруги на електродах. В ПОР на сумішах He і Ne із молекулами - SF6, F2, які є робочими для джерел випромінювання на переходах атомів Не та Ne із розселенням нижніх енергетичних станів, виявлено умови існування слабострумової стадії, яку ще називають стадією з допробійним іонізаційним розмноженням (ДІР) електронів. Вона формувалася при майже постійному відношенні напруженості електричного поля (Е) до концентрації газової суміші (N), що відповідало існуванню балансу між утворенням та розпадом позитивних і негативних іонів у плазмі. Коефіцієнт заповнення міжелектродного простору слабострумовим ПОР був близьким до одиниці, а сам розряд характеризувався високою однорідністю. Для слабострумового ПОР головним є пряма іонізація галогеновмісних молекул та дисоціативне прилипання електронів до молекул - фторносіїв.

Даний режим ПОР характеризується низькими значеннями величини напруги запалювання Uf = 4-12 кВ. 3 ростом тиску Не величина Uf майже лінійно збільшується, що призводить до зростання енергетичного внеску у плазму ПОР. Це вказує на те, що слабострумовий ПОР реалізується лише при деяких постійних значеннях параметра E/N. У сумішах He/Nе/SF6 i Ne/SF6 також спостерігалося збільшення Uf із зростанням тиску Не або Nе, але для інтенсивності випромінювання атомів Ne (=585,3 нм) існували оптимальні значення густини атомів Не в потрійних сумішах. Особливо сильний вплив на величину Uf мала концентрація молекул SF6, оптимальна величина якої знаходилася в межах 0,5-1,2 кПа. При більших значеннях парціального тиску SF6 погіршувалася однорідність ПОР. Подальше збільшення Uf було можливим лише при збільшенні міжелектродної віддалі.

У спектрах виявлено інтенсивне випромінювання на переходах молекули сірки і спектральних ліній НеI, NeІ(3s'-3p'). Виділення спектральних ліній гелію й неону пов'язано з розселенням їх нижніх енергетичних станів у процесах пеннінгівської іонізації галогеновмісних молекул метастабільними атомами Не та Ne. При тривалості струму накачування меншій за 50 нс тривалість випромінювання спектральних ліній Не і Ne переважала 1 мкс. Основними фізичними процесами, які визначали емісійні характеристики цієї плазми, були реакції дисоціативної рекомбінації молекулярних іонів Не та із повільними електронами, реакції розселення нижніх енергетичних станів атомів легких інертних газів та гасіння верхніх збуджених станів атомів Не і Ne фторвмісними молекулами за рахунок зіткнень.

Випромінювання молекул сірки відбувається за рахунок дисоціації молекул SF6 та рекомбінації фрагментів її розпаду з утворенням збуджених молекул сірки. Більшість з електронно-коливальних смуг молекули сірки є генераційними, тому даний розряд може бути використаним для розробки перестроюваного електророзрядного лазера або широкосмугової лампи на В-Х-переходах молекули сірки. Випромінювання на переходах молекул S2(B-X) може бути пояснено в межах рекомбінаційного механізму між атомами сірки з утворенням молекули S2 у двох станах В i В", між якими відбуваються швидкі обмінні реакції. При зміні тиску газового середовища важливу роль відіграє і коливальна релаксація електронних збуджених станів молекули S2.

Для сумішей з неоном у спектрах випромінювання плазми виділялася спектральна лінія з =585,3 нм NeІ. Контраст інтенсивності жовтої спектральної лінії атому неону пo відношенню до інших ліній на переходах NеІ(3s-3р) досягав 0,1. У сильнострумовому дифузному режимі ПОР спектральна лінія з =585,3 нм NeІ подавлена i переважає випромінювання на червоних спектральних лініях атому неону. У спектрах випромінювання плазми реєструвалися вci найбільш інтенсивні лінії на переході Nе(3s-3р) i спектральна лінія =632,8 нм на Nе(3р'-5s'), що пов'язано із заселенням атомів Ne атомами Не в метастабільних станах при зіткненнях.

З отриманих нами результатів дослідження слабострумового ПОР у фторвмісних газових сумішах випливає, що це - розряд із попереднім заповненням розрядного проміжку від'ємними фторвмісними іонами, які викликають динамічне профілювання напруженості електричного поля в розрядному проміжку. Тоді однорідний розподіл відношення Е/N не залежить від профілю робочих поверхонь електродів.

Викликає також значний інтерес плазма неону високого тиску для розробок широкосмугових джерел УФ випромінювання на основі континуумів та . При Р(Ne) 100 кПа спектри складалися переважно з неперервного випромінювання в області 190-600 нм, а найбільш інтенсивними у видимій області були спектральні лінії 585,3 нм NeI і 486,1 нм H. Яскравість неперервного випромінювання неону зростала при збільшенні тиску неону та зменшенні довжини хвилі випромінювання у спектральному діапазоні 200-300 нм. Сумарна тривалість імпульсу неперервного випромінювання плазми неону була найменшою і не переважала 200 нс. З можливих збуджених часток на джерело неперервного УФ випромінювання , i наші експериментальні результати вказують на збуджені іони димерів неону.

Результати оптимізації яскравості випромінювання молекул ArF(B-X) і KrF(B-X) від парціального тиску криптону в ПОР на суміші Ar/Kr/F2 показали, що оптимальний парціальний тиск молекул фтору складає 0,4 кПа. Для реалізації дискретного режиму випромінювання в ПОР на суміші Ar/Kr/F2 оптимальний вміст криптону в суміші не може переважати 5%. За рахунок реакції заміщення атомів аргону атомами криптону при збільшенні парціального тиску криптону в цій суміші, відбувається зменшення яскравості випромінювання смуги 193 нм ArF* і збільшення яскравості випромінювання смуги 249 нм KrF*.

В нашій роботі для одержання дискретного випромінювання ексимерної лампи крім використання різних важких інертних газів, використано також і різні фтор- та хлорвмісні молекули. Для одночасного одержання випромінювання молекул RF* i RCl* використано комплексний галогеноносій SF6/HCl. В порівнянні з RF*-випромінювачами на основі молекул фтору, RF* - випромінювачі на основі сумішей типу He/Kr/SF6 мають більш високий ресурс роботи. На рис.1 представлено спектр випромінювання плазми ПОР на оптимізованій суміші Р(He)/Р(Kr)/Р(Xe)/Р(SF6)/Р(HCl)=92/8/0,8/0,12/0,16 кПа.

Рис. 1

Яскравості смуг випромінювання молекул KrCl*, KrF*, XeCl* i XeF* знаходяться в межах ± 25 %. Збільшення парціального тиску елегазу вище за 0,12 кПа приводило до появи неоднорідностей розряду. Для важких інертних газів оптимальним було співвідношення P(Kr)/P(Xe)=10. Тривалість імпульсів УФ-ВУФ випромінювання зменшувалася із збільшенням тиску сумішей і знаходилася в діапазоні 100-500 нс. Основними процесами, що визначають емісійні характеристики сильнострумового ПОР в багатокомпонентних робочих сумішах є реакції реком-бінації додатних іонів атомів важких інертних газів з від'ємними іонами , , „гарпунні” реакції між метастабільними атомами Ar, Kr і Хе та фтор- і хлорвмісними молекулами та реакції заміщення атомів важких інертних газів при утворенні ексимерних молекул в багатокомпонентній плазмі (наприклад, ArF* + Kr KrF* + Ar).

Енергія в імпульсі УФ випромінювання ексимерної лампи з усієї поверхні ПОР досягала 0,5-1,0 Дж при частоті повторення імпульсів до 50 Гц і величині ККД від енерговнеску у плазму 10 %. Збільшення частоти повторення імпульсів, а відповідно і середньої потужності випромінювання та ККД лампи, досягалося за рахунок використання електричного прокачування робочої суміші.

Четвертий розділ дисертації містить результати систематичного дослідження емісійних характеристик плазми БКР на Не, сумішах He/Ne/(H2) та сумішах інертних газів із молекулами азоту, фтору і елегазу. В сумішах Не і Ne (у тому числі і з малими домішками молекул водню) за рахунок існування нелінійностей коронного розряду в інертних газах, нами одержано при атмосферних тисках стаціонарний розряд із досить високою однорідністю в об'ємі 10-20 см3. При використанні молекул фтору в робочих середовищах RF*, i F* - джерелах випромінювання в сильнонеоднорідному електричному полі коронного розряду можливі порушення рівноваги між процесами прилипання й відлипання електронів до фтору, що дозволило нам одержати однорідні області плазми високої щільності та об'єму. Досліджено емісійні характеристики та можливості використання такої плазми в самостійних джерелах випромінювання.

Досліджувалися робочі середовища пеннінгівських джерел випромінювання на сумішах He/Ne/(H2) при збудженні БКР та робочі суміші N2 - лазера підвищеного тиску з електричним прокачуванням. В Не та сумішах He/Ne/(H2) при тисках 100-350 кПа отримано однорідний стаціонарний розряд в об'ємі 10-20 см3. Зростання тиску інертних газів приводило до збільшення стійкості БКР та розширенню діапазону існування розряду за напругою запалювання. В суміші гелію з азотом при P(N2) ? 300 Па БКР існував у формі окремих точкових генераційних зон та темного зовнішнього простору, через який і відбувається дифузія іонів між голками й сіткою та виникає “електричний вітер” у модулі прокачування.

Найбільш оптимальними для азотного лазера з електричним прокачуванням були суміші з P(He) ? 150 кПа та P(N2) ? 5 кПа, що дозволило збільшити частоту повторення імпульсів до 50 Гц і одержати середню потужність лазерної генерації на 337,1 нм 10 мВт.

Для плазми БКР на гелії характерним є континуум збуджених молекулярних іонів . Для плазми неону основними були спектральні лінії 585,3 і 703,2 нм NeI, які спостерігалися на фоні континууму молекулярних іонів гелію. Для гелієвої плазми в УФ діапазоні спектру основним було випромінювання яскравих смуг радикала ОН(А-Х), які спостерігалися на фоні континууму .

При збільшенні тиску газів інтенсивність випромінювання атомів He i Ne збільшувалася. Залежності інтенсивності спектральних ліній NeI від величини струму в суміші He/Ne та від парціального тиску неону мали переважно зростаючий вигляд без ознак насичення. Обробка залежності інтенсивності випромінювання від Р(H2) (при парціальних тисках більших за 2 кПа) по формулі Штерна-Фольмера для гасіння люмінесценції показала, що ефективна константа швидкості гасіння 3р'[1/2]0 стану NeI молекулами водню складає (0,4 ± 0,06)х10-10 см3/c. Це значення добре узгоджується з літературними даними, які були отримані методикою ефективних часів життя. Тому зменшення інтенсивності випромінювання спектральної лінії 585,3 нм NeI при Р(Н2) 2 кПа зумовлено процесом гасіння верхнього енергетичного рівня NeI молекулами водню. Дослідження розподілу відносних потоків квантів випромінювання на переходах NeI(3s-3p) в суміші He/Ne та порівняння їх з відповідними даними групи Іванова В.А. з Санкт-Петербурга для післясвічення імпульсного розряду при низьких тисках суміші He/Ne (таблиця) показало, що основним механізмом заселення NeI(3p) є дисоціативна рекомбінація молекулярних іонів з електронами малих енергій. Порівняння розподілів потоків квантів в спектральних лініях HeI та ефективних перерізів прямого й ступінчатого збудження HeI електронами виявило, що вони не корелюються між собою. Тому, в основному, заселення верхніх збуджених станів атомів Не відбувається у процесі дисоціативної рекомбінації іонів (v3) з електронами.

Таблиця Розподіл відносних потоків квантів випромінювання на переходах Ne(3s-3p) в уніполярному БКР в суміші He/Ne (300/2,8 кПа) при струмі І=600 мкА і в післясвіченні імпульсного розряду (27/0,27 кПа)

БКР у сумішах інертних газів із фтором складався із суцільної генераційної зони, яка формувалася біля вістря голок, та темного зовнішнього простору. Генераційна зона спостерігалася у вигляді яскравого плазмового шнуру діаметром 0,5-1,0 см і довжиною 11 см. Об'єм генераційної зони негативного БКР був в 2-3 рази більшим, чим позитивного. В сумішах інертних газів з SF6 утворювалися лише окремі точкові генераційні зони біля кожної з голок. Основною особливістю даного розряду є велика концентрація від'ємних атомарних іонів фтору. У процесі їх дифузії від голок унаслідок відлипання електронів відбувається рівномірна передіонізація об'єму в області вістря голок. Основним механізмом відлипання в даному випадку є фотоіонізація під дією УФ випромінювання (зокрема це 193; 249; 351 та 157 нм у сумішах He/R/F2). В позитивному БКР від'ємні іони фтору частково нейтралізуються позитивно зарядженими голками, що приводить до зменшення об'єму суцільної генераційної зони.

Імпульсні енергетичні внески у плазму БКР досягають 10 МВт/cм3. В позитивному БКР на сумішах Не/F2 (f =5-95 кГц) і негативному БКР на сумішах He/R/F2 (f =4-12 кГц) розрядний струм є повністю імпульсним (частоти повторення імпульсів показані в дужках), а в додатному БКР на потрійних сумішах він складається з постійної та імпульсної складових.

Для ефективної роботи модуля електричного прокачування суміші He/F2 найбільш оптимальним є використання негативного БКР при U = 9-11 кВ, а для прокачування потрійних сумішей - позитивного БКР з U = 8-10 кВ. Основними у спектрах випромінювання плазми БКР були смуги 193 нм ArF, 249 нм KrF і 351 нм XeF та червоні спектральні лінії FI.

У БКР на сумішах інертних газів із молекулами SF6 постійна складова струму давала основний внесок у повний струм. Збільшення напруги на голках не змінювало величину та форму імпульсної складової струму, а лише призводило до збільшення її постійної складової. З відомої нам літератури випливає, що швидкість „електричного вітру” пропорційна квадратному кореню з величини розрядного струму. В наших експериментах максимальний струм КР досягався у сумішах при тисках у межах 100-200 кПа з парціальним тиском елегазу меншим за 40 Па, тому такий склад сумішей є найбільш оптимальними для прокачування.

Висновки

1. Виготовлено та випробувано експериментальний комплекс, який призначений для дiагностики плазми поперечних та коронних розрядiв методом спектроскопії випромiнювання; комплекс дозволяє реєструвати спектри і вiдносні iнтенсивності спектральних ліній (яскравості молекулярних смуг) випромiнювання в дiапазонi 130-1000 нм, проводити дослiдження електричних i оптичних характеристик iмпульсних розрядiв з часовим роздiленням 1 нс; розроблено серiю маломірних електророзрядних джерел випромінювання;

2. Встановлено, що механізм запалювання слабострумового ПОР на сумiшах Не, Nе з молекулами SF6, F2, Н2, N2 пов'язаний з динамічним профілюванням напруженості внутрішнього електричного поля і формуванням високошвидкісної іонізаційної хвилі; плазма ПОР у режимі ДІР є джерелом селективного заселення верхнiх робочих станiв пеннiнгiвських випромiнювачiв на атомах Nе(3р), а також може використовуватися як об'ємний передiонiзатор в хiмiчних НF*(v) i N2(С-В) джерелах випромiнювання; при переході в сильнострумовий режим ПОР на сумiшах Не/(Nе)/SF6 виявлено випромінювання молекул S2(В-Х) у спектральному діапазоні 250-500 нм.

3. Плазма сильнострумового ПОР у неонi атмосферного тиску є джерелом неперервного випромінювання у спектральному діапазоні 200-400 нм, яскравiсть випромінювання якого визначається тиском Nе, потужнiстю накачування i зменшується при збільшенні довжини хвилi; аналіз осцилограм та емісійних характеристик випромiнювання дозволив вiднести його до електронно-коливальних переходiв iонної молекули *; континуум неону перспективний для розробок широкосмугових автономних iмпульсних ламп для наносекундної фотометрiї у короткохвильовiй областi спектру.

4. Виявлено новий режим роботи імпульсно-періодичних ексимерних ламп з накачуванням сильнострумовим ПОР на B-X переходах монохлоридів і монофторидів Ar, Kr i Xe, в яких використано складні комплексні суміші типу Не/Кr/Хе з комплексним фтор- і хлорвмісним галогеноносієм - SF6/НСl при тисках 20-300 кПа; для одержання випромiнювання з яскравостями за величиною ±25 % на =353 нм ХеF/308 нм ХеСl/249 нм КrF/222 нм КrСl оптимальний склад сумiшi був наступним: Р(SF6)=(0,04-0,12) кПа, Р(НСl) =(0,1-0,2) кПа i [Кr]/[Хе] 10 при тривалостi випромiнювання 100-400 нс i ресурсi 7х104 iмпульсiв; в дискретному режимі роботи на молекулах RF* i RCl* одержано повну енергію в імпульсі спонтанного випромінювання до 1 Дж при ККД - 10 %.

5. Дослiдження плазми вiд'ємного коронного розряду в системах „голки-сiтка (-площина)” на сумiшах інертних газів із молекулами водню показало, що при тисках Р=100-350 кПа реалiзується неперервний у часі і просторово однорідний розряд; заселення атомів Nе(3р, 3р') при цих умовах зумовлено дисоцiативною рекомбiнацiєю молекулярних iонiв з електронами, а зменшення інтенсивності випромінювання спектральної лінії 585,3 нм атома неону зумовлено процесом гасіння верхнього енергетичного рівня NeI молекулами водню.

6. Вивчення характеристик коронного розряду в багатоелектродних системах на сумiшах iнертних газiв із молекулами F2, SF6, N2 показало, що БКР при тисках 100 кПа з парціальним тиском молекулярного компонента 5 кПа є перспективним для роботи систем електричного прокачування у джерелах випромiнювання на переходах ексимерних молекул і молекул азоту; цей коронний розряд складається з окремих точкових генерацiйних зон i темного зовнiшнього простору; оптимальнi умови роботи електричної системи прокачування реалiзуються при Р(Не) 100 кПа, Р(R) 10 кПа, Р(SF6)0,1 кПа, які є близькими до найбільш поширених газових сумішей ексимерних лазерів та ламп.

7. Вперше виявлено, що в різконеоднорідному електричному полі системи електродів “голки-сітка” у щільних газових середовищах на основі гелію з малими домішками атомів аргону, криптону, ксенону та молекул фтору, за рахунок порушення балансу між процесами прилипання й відлипання електронів до фтору, відбувається утворення єдиної генераційної зони великого об'єму (V 10 см3), придатної для використання у світлотехніці, системах електричного прокачування та плазмохімічних реакторах.

Список опублікованих автором праць за темою дисертації

1) Шуаибов А.К., Шимон Л.Л., Миня А.И., Дащенко А.И. Исследование характеристик модуля электрической прокачки импульсно-периодического лазера на молекулах ArF*, KrF* и XeF* // Письма в ЖТФ. -1997. -Т.23, №14. -C.49-55.

2) Шуаибов А.К., Шевера И.В., Миня А.И., Дащенко А.И., Скубенич В.В. Система электической прокачки рабочих сред молекулярных газовых лазеров высокого давления // Приборы и техника эксперимента. -1997. -№.5. -С.98-103.

3) Шуаибов А.К., Шимон Л.Л., Миня А.И., Дащенко А.И. Эксимерная лампа с самопрокачкой рабочей среды // Приборы и техника эксперимента. -1997. -№ 6. -С.128-130.

4) Шуаибов А.К., Дащенко А.И., Шевера И.В., Миня А.И. Оптические характеристики плотной электроразрядной плазмы инертных газов в сильнонеоднородных полях // Физика плазмы.- 1997. -Т.23, №10. -С.960-965.

5) Шуаібов О.К., Шимон Л.Л., Дащенко А.Й., Миня О.Й. Характеристики поперечного розряду з допробійним розмноженням електронів у сумішах He(Ne)/SF6 // Український фізичний журнал.- 1998. -Т.43, №1. -С.27-32.

6) Шуаибов А.К., Шимон Л.Л., Миня А.И., Дащенко А.И. Исследования излучения коронного разряда атмосферного давления в смесях He/Ne и He/Ne/Kr // Теплофизика высоких температур. -1998, -Т.36, №1. -С.13-20.

7) Шуаибов А.К., Миня А.И., Шевера В.С., Скубенич В.В. Электрические и оптические характеристики биполярного коронного разряда в смесях He/N2/CO(Xe) при атмосферном давлении // Теплофизика высоких температур. -1998 -Т.36, №4. -С.552-556.

8) Шуаибов А.К., Шимон Л.Л., Дащенко А.И., Миня А.И. Образование возбужденных атомов неона в поперечном разряде с допробойным ионизационным размножением электронов // Физика плазмы. -1999.-Т. 25, №2.-С.201-204.

9) Шуаибов А.К., Шимон Л.Л., Дащенко А.И., Миня А.И. Оптические характеристики поперечного разряда в неоне при атмосферном давлении // Журнал прикладной спектроскопии.-1999.-Т66, №1, -С.5-10.

10) Шуаибов А.К., Дащенко А.И., Миня А.И. Поперечный разряд с допробойным ионизационным размножением электронов в рабочих средах N2 и HF-лазеров // Журнал прикладной спектроскопии. -1999. -Т.66, №3. -С.412-415.

11) Шуаібов О.К., Шимон Л.Л., Дащенко А.Й., Шевера І.В., Миня О.Й. Електричні та оптичні характеристики низькотемпературної плазми інертних газів у неоднорідному електричному полі // Журнал фізичних досліджень.-1999. -Т.3, №1. -С.47-54.

12) Шуаібов О.К., Шимон Л.Л., Шевера І.В., Миня О.Й. Розробка та дослідження характеристик багатохвильової ексимерної лампи // Журнал фізичних досліджень.-1999. -Т.3, №2. -С.157-163.

13) Шуаібов О.К., Шимон Л.Л., Миня О.Й., Дащенко А.Й. Нерівноважне випромінювання атомів неону в стаціонарній He/Ne/Н2-плазмі високого тиску // Український фізичний журнал. -1999. -Т.44, №10. -С.1223-1227.

14) Шуаібов О.К., Шимон Л.Л., Миня О.Й. Коронний розряд у робочих середовищах лазерів на фторидах інертних газів та молекулах й атомах фтору // Журнал фізичних досліджень. -2000. -Т.4, №3. -С.291-297.

15) Шуаибов А.К., Миня А.И., Дащенко А.И. Образование эксимерных молекул и возбуждение атомов в положительном коронном разряде на смесях He/Xe/SF6/Cl4 и He/Kr/SF6/Cl4 // Журнал технической физики.-2001.-Т.71, вып.12. -С.95-97.

16) Шуаибов А.К., Дащенко А.И, Миня А.И. Излучение плазмы поперечного объемного разряда в неоне с малыми примесями паров воды и воздуха // Физика плазмы.-2002.-Т.28, №8. -С.765-768.

17) Шуаибов А.К., Миня А.И., Шимон Л.Л. Излучение плазмы поперечного разряда на смеси гелий-криптон-элегаз // Журнал прикладной спектроскопии.-2002. -Т.69. №6. -С.792-795.

18) Шуаибов А.К., Миня А..И., Дащенко А.И. Деструкция активной среды электроразрядной ArF-лампы с неагрессивной газовой смесью // Химия высоких энергий.-2003. -Т.37, №3.- С.1-5.

19) Шуаибов А.К., Шимон Л.Л., Миня А..И., Дащенко А.И. Характеристики отрицательного коронного разряда в робочих средах азотных лазеров атмосферного давления // Журнал прикладной спектроскопии. -1997. -Т.64, № 6. -С.837-840.

20) Миня О.Й. Схема електричного прокачування робочих середовищ RF*-випромінювачів // Матеріали конференції “Елементарні процеси в атомних системах ЕПАС'98”.- Ужгород: ІЕФ НАН України.- 1998.- С.136-142.

21) Опис до патента на винахід № 42782 С2, Україна, МКІ H01S3/097. Пристрій для одержання неперервного об'ємного розряду на сумішах інертних газів високого тиску / Шуаібов О.К., Шевера І.В., Миня О.Й. -С.7. фіг.5; заявлено 27.02.1997; опубліковано 15.11.2001; Бюлетень. №10.

22) Опис до патента на винахід № 33018 А, Україна, МКІ H01S3/097. Селективне джерело ультрафіолетового випромінювання / Шуаібов О.К., Шевера І.В., Миня О.Й., Шимон Л.Л.-С.5, фіг.5;. заявлено 09.10.1998; опубліковано 16.06. 2003. Бюлетень №6.

Анотації

Миня О.Й. Емісійні характеристики щільної плазми електророзрядних джерел випромінювання на атомах гелію і неону та монофторидах і монохлоридах важких інертних газів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.04 - фізична електроніка. -Ужгородський національний університет, Ужгород, 2005.

В дисертації представлені результати систематичних досліджень емісійних характеристик електророзрядної плазми високої щільності на основі атомів та моногалогенідів інертних газів з накачуванням поперечним та коронним розрядами. Встановлено характеристики та механізм запалювання поперечного об'ємного розряду з допробійним іонізаційним розмноженням електронів на сумішах інертних газів з галогеновмісними молекулами. В даному випадку плазма є достатньо однорідною, повністю заповнює міжелектродний проміжок і випромінює переважно на спектральних лініях атомів Не та Ne й молекулярних смугах сірки. Формування такого розряду відбувається за рахунок високошвидкісної іонізаційної хвилі. Плазма же сильнострумового поперечного розряду в неоні є широкосмуговим джерелом випромінювання молекулярних іонів неону в спектральному діапазоні 200-400 нм. Розроблено та оптимізовано ряд УФ спонтанних джерел випромінювання на В-Х переходах моногалогенідах Ar, Kr та Xe, які випромінюють в діапазоні 193-353 нм. Виявлено умови існування та характеристики багатоелектродних коронних розрядів в інертних газах та їх сумішах з молекулами N2, H2, SF6, F2, що використовуються в системах електричного прокачування та УФ передіонізації електророзрядних джерел випромінювання високого тиску.

Ключові слова: Поперечний об'ємний розряд, багатоелектродний коронний розряд, ексимерна лампа, плазма, спектри, випромінювання, емісійні і часові характеристики, інертні гази, монофториди та монохлориди аргона, криптона і ксенона.

Миня А.И. Эмиссионные характеристики плотной плазмы электроразрядных источников излучения на атомах гелия и неона и монофторидах, монохлоридах тяжелых инертных газов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04 - физическая электроника. Ужгородский национальный университет, Ужгород, 2005.

Диссертационная работа посвящена исследованию эмиссионных характеристик плазмы поперечного объемного разряда (ПОР) и многоэлектродных коронных разрядов высокого давления на атомах инертных газов и их смесях с молекулами фтора, элегаза, азота и водорода. Такая плазма используется в ультрафиолетовых источниках на молекулах монофторидов и монохлоридов Ar, Kr и Хе, а также в источниках видимого излучения на атомах гелия и неона с расселением нижнего рабочего состояния в процессах пеннинговской ионизации молекул фтора и элегаза метастабильными атомами Не и Ne. Исследование излучения и основных физических процессов в электроразрядной плазме проведено методами нестационарной (и стационарной) спектроскопии излучения с высоким временным разрешением (2-3 нс). Основной особенностью данной работы является использование электрической прокачки рабочей среды азотных и эксимерных лазеров и ламп, что потребовало одновременного применения в излучателях поперечного объемного разряда (накачка активной среды) и многоэлектродного коронного разряда (создание потока газовой смеси за счет “электрического ветра”).

Показано, что при малых значениях параметра Е/N в слаботочном ПОР на смесях Не и Ne с молекулами N2, SF6 и F2 формируется однородный разряд в системе электродов с низкой однородностью напряженности электрического поля в межэлектродном промежутке, проведено исследование его эмиссионных характеристик, предложен механизм зажигания этого разряда на основе формирования высокоскоростной ионизационной волны после предварительного заполнения межэлектродного промежутка ПОР отрицательными ионами фторсодержащих молекул. Слаботочный ПОР представляет интерес для применения в плазмохимических реакторах, химических и эксимерных лазерах.

В сильноточном ПОР на неоне высокого давления выявлено и оптимизировано широкополосное излучение в спектральном диапазоне 200-400 нм, которое является перспективным для использования в автономных лампах. Выявлен и оптимизирован многоволновой (или дискретный) режим работы импульсно-периодических электроразрядных излучателей с накачкой ПОР и электрической прокачкой, которые работают на системе полос молекул ArF(193*нм), KrCl*(222 нм), KrF*(249 нм), XeCl*(308 нм), XeF*(353 нм). Лампа работает на смесях сложного состава типа Не/(Ar)/Kr/Xe/SF6(F2)/HCl. Максимальная энергия в импульсе излучения достигала 1 Дж при КПД не менее 10 %.

В многоэлектродном коронном разряде высокого давления на гелии и смесях He/Ne/(H2), He/Xe(Kr,Ar)/F2 сформировано однородные плазмообразования большего объема, исследованы их эмиссионные и электрические характеристики. Установлено, что они могут быть использованы в лампах на атомах Не, Ne, F, молекулах монофторидов Ar, Kr, Xe и димеров фтора. Основными физическими причинами формирования этих устойчивых плазмообразований являются нелинейности коронного разряда в инертных газах и нарушение баланса между реакциями прилипания и отлипания электронов к молекулам фтора в присутствии интенсивного ультрафиолетового излучения. На основе многоэлектродного коронного разряда в рабочих средах N2, HF(v), эксимерных лазеров и ламп выполнена оптимизация модулей электрической прокачки рабочих смесей на основе инертных газов и молекул N2, SF6 и F2.

Ключевые слова: поперечный объемный разряд, многоэлектродный коронный разряд, эксимерная лампа, плазма, спектры, излучение, эмиссионные и временные характеристики, инертные газы, монофториды и монохлориды аргона, криптона и ксенона.

Minya A.J. Emissive characteristics of dense plasma of electrodischarge radiation sources on helium and neon atoms and monofluoride and monochloride heavy inert gases. - Manuscript.

Thesis on search of the scientific degree of candidate of physical and mathematical sciences, speciality 01.04.04 - physical electronics. - Uzhgorod National University, Uzhgorod, 2005.

In the dissertation the results of systematic investigatios of the emissive characteristics in electrodischarge plasma of high density on atoms and inert gases monohalides with pumping of transverse and corona discharges are submitted. The characteristics and mechanism of ignition transverse volume discharge with prebreakdown electron multiplication by ionization in mixtures of inert gases and halide containing molecules were determined. In yes a case the plasma is rather homogeneous, completely fills in all interelectrode interval and radiates, basically, on spectral lines of atoms He and Ne, molecular bands of a sulfur. The formation such discharge occurs for the account high-speed wave of a ionization. The plasma of strong current discharge in neon is by a broadband source of radiation on molecular ions in a spectral range 200-400 нм. The row UV spontaneous source of radiation on B-X transition of monohalides of Ar, Kr and Xe, which radiate in spectral range 193-353 nm were designed and optimised. The condition of existing and characteristics of multielectrode corona discharge in inert gases and their mixtures with N2, H2, SF6, F2 molecules, used in electrical circulation modules and UV preionisation systems of high pressure electrodischarge sources of radiation were detected.