Studies of plasma parameters in low pressure discharge initiated in coaxial waveguide by microwave stochastic radiation

It is shown, to create an effective discharge, which initiated by means of radiation with a jumping along phase, expediently to operate only at pressures nearby to the left part of breakdown curve. Because at the increasing of pressure the losses of energy are increased on elastic and non-elastic collisions, that reduces efficiency of discharge. Authors in first measured a plasma density in low pressure discharge initiated by a microwave radiation with the jumps of phase with help developing the original technique of the use the double probes of Langmuir, separate source of direct-current, high-frequency transformers, digital oscilloscope and least-squares method for treatment of signals, using the special type of function of regression.Показано, что для создания эффективного разряда, инициированного с помощью излучения с прыжками фазы, целесообразно работать только при давлениях рядом с левой частью кривой пробоя. Потому что при возрастании давления потери энергии увеличиваются на упругих и неупругих столкновениях, что снижает эффективность разряда. Авторы впервые измерили плотность плазмы в условиях разряда низкого давления, инициированного СВЧ-излучением со скачками фазы, при помощи разработки оригинальной методики использования двойных зондов Ленгмюра, автономного источника постоянного тока, высокочастотных трансформаторов, цифрового осциллографа и метода наименьших квадратов для обработки сигналов, используя специальный тип функции регрессии.Показано, що для створення ефективного розряду, ініційованого за допомогою випромінення зі стрибками фази, доцільно працювати тільки при тисках поряд з лівою ділянкою кривої пробою. Тому що при зростанні тиску втрати енергії збільшуються на пружних та непружних зіткненнях, що знижує ефективність розряду. Автори вперше виміряли густину плазми в умовах розряду низького тиску, ініційованого НВЧ-випроміненням зі стрибками фази, за допомогою розробки оригінальної методики використання подвійних зондів Ленгмюра, автономного джерела постійного струму, високочастотних трансформаторів, цифрового осцилографа та метода найменших квадратів для обробки сигналів, застосовуючи спеціальний тип функції регресії

Low pressure discharge induced by microwaves with stochastically jumping phase

We study the gas discharge, initiated by microwave radiation with stochastically jumping phase (MWJP) in a coaxial waveguide in the optimal mode of the beam-plasma generator. In this paper we experimentally examine optical characteristics of the discharge plasma in a wide range of air pressure. The conditions of a microwave discharge ignition, its stable maintenance in air by MWJP, and the pressure range at which required power is minimal are found.Представлены результаты изучения газового разряда, инициированного микроволновым излучением со стохастически прыгающей фазой (МВИСПФ) в коаксиальном волноводе в оптимальном режиме работы пучково-плазменного генератора. Экспериментально исследованы оптические характеристики плазмы разряда в широком диапазоне давлений воздуха. Найдены условия зажигания и стабильного поддержания разряда в воздухе МВИСПФ, в которых требуемая мощность минимальна.Наведені результати вивчення газового розряду, що ініційований мікрохвильовим випроміненням зі стохастично стрибаючою фазою (МХВССФ) у коаксіальному хвилеводі в оптимальному режимі роботи пучково-плазмового генератора. Експериментально досліджені оптичні характеристики плазми розряду в широкому діапазоні тисків повітря. Знайдено умови запалювання та стабільного підтримання розряду в повітрі МХВССФ, в яких потрібна потужність мінімальна

Нeating of plasmas by microwave radiation with stochastic jumpphase

The purpose of our paper is to determine the conditions for the creation of an energy-efficient light source initiated by microwave radiation with stochastic jumping phase (MWRSJP).It is shown, to create an effective discharge, which initiated by means of radiation with a jumping along phase, expediently to operate only at pressures nearby to the left part of breakdown curve. Because at the increasing of pressure the losses of energy are increased on elastic and non-elastic collisions, that reduces efficiency of discharge. Authors measured a plasma density in low pressure discharge initiated by a microwave radiation with the jumps of phase with help developing the original technique of the use the double probes of Langmuir, separate source of direct-current, high-frequency transformers, digital oscilloscope and least-squares method for treatment of signals, using the special type of function of regression.Головною метою наших досліджень є визначення умов створення енергоефективного джерела світла, ініційованого мікрохвильовим випромінюванням зі стохастичними стрибками фази. Показано, що для створення ефективного розряду, ініційованого за допомогою випромінювання зі стрибками фази, доцільно працювати тільки при тисках поряд з лівою ділянкою кривої пробою. Тому що при зростанні тиску втрати енергії збільшуються на пружних та непружних зіткненнях, що знижує ефективність розряду. Автори виміряли густину плазми в умовах розряду низького тиску, ініційованого НВЧ-випромінюванням зі стрибками фази, за допомогою розробки оригінальної методики використання подвійних зондів Ленгмюра, автономного джерела постійного струму, високочастотних трансформаторів, цифрового осцилографа та методу найменших квадратів для обробки сигналів, застосовуючи спеціальний тип функції регресії.Главной целью наших исследований является определение условий для создания энергоэффективного источника света, инициируемого микроволновым излучением со стохастическими скачками фазы. Показано, что для создания эффективного разряда, инициированного с помощью излучения с прыжками фазы, целесообразно работать только при давлениях рядом с левой частью кривой пробоя. Потому что при возрастании давления потери энергии увеличиваются на упругих и неупругих столкновениях, что снижает эффективность разряда. Авторы измеряли плотность плазмы в условиях разряда низкого давления, инициированного СВЧ-излучением со скачками фазы, при помощи разработки оригинальной методики использования двойных зондов Ленгмюра, автономного источника постоянного тока, высокочастотных трансформаторов, цифрового осциллографа и метода наименьших квадратов для обработки сигналов, используя специальный тип функции регрессии

Breakdown and discharge in low pressure gas created by a microwave radiation undergoing stochastic phase jumps (II)

The objective of the paper is to discuss the results of theoretical and experimental studies and numerical simulations of following phenomena: the anomalous character of the breakdown conditions, the anomalous behavior of microwave gas discharges, and the anomalous nature of collisionless electron heating that are attributed to stochastic jumps in the phase of microwave radiation