Диссертация (1149576), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Как видно из (4.1.8), отношения рекомбинационных потоковоказываются пропорциональными обратной концентрации электронов 1/ ne .Для электронных конфигураций 2p55s и 2p54d, уровни которых заселяютсятолько вследствие диссоциативной рекомбинации ионов HeNe+ (4.1а), процедураопределения парциальных коэффициентов более проста и заключается ввычислении рекомбинационных потоковΓ j по (4.1.3) и их отношений.Как уже упорминалось, данный метод был использован для нахождениявеличин парциальных коэффициентов рекомбинации внутри группы уровней атоманеона 2p53p конфигурации [16].Аналогичные линейные зависимости были получены в настоящей работе дляотношения рекомбинационных потоков в состояния атома неона конфигураций2p54p, 2p53d к 2p54d. Найдены распределения рекомбинационных потоков внутрикаждой группы уровней и определены величины парциальных коэффициентоврекомбинации.Далее, в каждом из подразделов более подробно рассмотим применениеуказанного метода для нахождения парциальных коэффициентов рекомбинациидля состояний атомов неона 2p55s, 2p54d, 2p54p, 2p53d конфигураций.4.1.1.

Определение парциальных коэффициентов рекомбинации науровни атома неона конфигурации 2p55sРассмотрим применение указанного метода для нахождения парциальныхкоэффициентов рекомбинации в состояния атома неона (3s2, 3s3, 3s4, 3s5 в109110обозначениях Пашена) 2p55s-конфигурации [90]. Как следует из экспериментальныхданных Рис.3.1.4.2 (Глава III, параграф 3.1.), в послесвечении при временах(t>300 мкс) возбужденные атомы неона конфигураций 2p55s образуются вследствиепроцесса диссоциативной рекомбинации (4.1а))(HeNe+ + e → He + Ne* 2 p5 5s ,а рекомбинационный поток Γ3sjв состояние 3s jможно представитьвыражением:+Γ3s = α3HeNe⋅  HeNe+  ⋅ n e ,sjj(4.1.1.1)где 3s j - состояния 3s2, 3s3, 3s4, 3s5 в обозначениях Пашена, анеизвестныевеличиныпарциальныхкоэффициентов+α3HeNesjдиссоциативнойрекомбинации в состояния неона 3s j .

Для их определения были проведеныизмерения величин интегральных (по времени) интенсивностей в течение позднейфазы послесвечения (t>400 мкс), а именно, в течение времени t>400 мкс и доначала следующего разрядного импульса, сигнал счетной схемы регистрировалсясканированием спектра около каждой из выбранных спектральных линий. С цельюсокращения времени регистрации были выбраны наиболее интенсивные линии2p55s-2p53pпереходов(3s2→2p5)λ=6293 А,(3s3→2p5)λ=6313 А,(3s4→2p10)λ=5662 А, (3s5→2p9) λ=6182 А. В качестве величины интегральной интенсивностиспектральной линии в послесвечении использовалась величина площади подраспределением интенсивности около каждой из выбранных спектральных линий завычетом фона.На Рис.

4.1.1.1. приведены результаты сканирования спектра около спектральныхлиний: 6293 А, 6313 А, 5662 А, 6182 А.1101114846424060y0=29.7±0.6xc=6294.6±0.06w=1.3±0.2A=32.2±5.1J, число квантовJ, число квантов4438363432y0=39.2±1.2xc=6312.8±0.06w=1.6±0.3A=49.8±9.355504530286290629162926293629462956296629740630962986310631163124840383634323063166317160140120y0=27.9±0.7xc=6181.3±0.006w=1.4±0.02A=370.1±5.71008060402856586315180y0=29.7±0.6xc=5662.4±0.06w=1.4±0.2A=32.8±5.2J, число квантовJ, число квантов42631420046446313длина волны, Адлина волны, А56595660566156625663566456652056666178617961806181618261836184длина волны, Адлина волны, АРис.

4.1.1.1. Распределение интенсивности около спектральных линий 6293 А,6313 А, 5662 А, 6182 А.По оси абсцис представлена длина волны в ангстремах, по оси ординатусредненная величина интенсивности спектральной линии в эксперименте посканированию спектра. Усреденение проводилось по двадцати измерениям (одноизмерение составляло число квантов, накопленное в течение 10 секунд) для каждойточке по оси абсцис.Полученныелоренцевскимвконтуромэкспериментевидаy = y0 +распределения2Aπ⋅w,4 ( x − xc ) + w2аппроксимировалисьгдеw - полуширинараспределения, xc - длина волны, отвечающая максимому распределения, A имеет смысл площади под кривой, y0 - фоновая засветка.

Значения параметроваппроксимации w , xc , A , y0 для каждой из спектральных линий приведены на рис.4.1.1.1.Для корректного учета фоновой засветки в качестве интенсивностейспектральных линий использовались величины площадей A под полученнымираспределениями.111112Как упоминалось ранее, для уровней электронной конфигурации 2p55sпроцедура определения парциальных коэффициентов заключается в вычислениирекомбинационных потоков Γ3sпо (4.1.3) и их отношений. С учетом (4.1.1),jотношения потоков могут быть записаны:Γ3sjΓ3s5=(J  λ3s →2pn  K br λ3s) ⋅S λHeNe+α3 j⋅ = sj+ α HeNe ⋅S  λJ λ3s →2p K  λ3s559br 3s j →2pn   3s j →2pn  )(5 →2p93s5 →2p9(4.1.1.2)Таким образом, получаем распределение рекомбинационных потоков по уровням3s2, 3s3, 3s4 (внутри конфигурации 2p55s), относительно потока в самый нижнийуровень 3s5 данной конфигурации.В выражении (4.1.1.2)(K br λ3s5 →2p9) - отношение коэффициентов ветвления дляK br  λ3s →2pn jрассматриваемых переходов, рассчитанные по вероятностям переходов [94],S  λ3s - отношение чувствительностей на соотвествующих длинах волн,S  λ3s →2pn j5 →2p9J  λ3s →2pn (jJ λ3s5 → 2p9 - отношения изменяемых в эксперименте интегральных интенсивностей)(величин площади под распределением интенсивности около каждой из выбранных+спектральных линий),диссоциативнойα3HeNesj+α3HeNes5- искомые отношения парциальных коэффициентоврекомбинации.коэффициентов ветвленияСледуетотметить,чтопривычисленииK br  λ3s →2pn  необходимо принимать во вниманиеjрезонансные переходы 3s2→1S0, 3s4→1S0 в основное состояние, поскольку, какбудет показано ниже (см.

Приложение 2), в условиях эксперимента вследствиемалой концетрациии неона «пленение» резонансного излучения незначительно.112113Таблица4.1.1.1.Величиныдиссоциативной рекомбинацииПереходотношения+парциальныхкоэффициентов+α3HeNe/ α3HeNe.ssj5Длинаволны (А)Энергия (эВ)3s2→2p5629320,660.0029411.5±3.53s3→2p5631320,650.253260.15±0.053s4→2p10566220,570.009633.5±0.73s5→2p9618220,560.264121K br  λ3s →2pn j+α3HeNe/ α3HeNessj+5Следует заметить, что состояние атома неона в состоянии 3s2 разрушаетсядостаточно эффективно ( σ = 5.7·10-16 см2 [25]) при столкновениях с атомами гелияв основном состоянии (процесс обратный передаче возбуждения.

По даннымработы [95] сечение столкновительного «тушения» уровня 3s2 заметно выше, чемпросто за счет процесса, обратного передаче возбуждения, и составляет (15±2)·10 16см3/c. Эта величина и была использована наряду с радиационым опустошениемуровня при пересчете интенсивности линии в населенность уровня (инымисловами, при вычислении коэффициентов ветвления). Для остальныхконфигурации2р55sсеченияпередачивозбуждениямалы,столкновительном тушении отсутствуют.

Поэтому в расчетахауровнейданныеоK br  λ3s →2pn jучитывались только радиационные переходы.Из таблицы 4.1.1.1 видно, что величины энергий для двух верхних3s2(20,663 эВ), 3s3(20,656 эВ) и двух нижних состояний 3s4(20,57 эВ), 3s5(20,56 эВ)имеют близкие друг к другу значения, отличающиеся на 0,01 эВ.

Тепловая энергияатомов в послесвечении составляет величину около 0.03 эВ, а концетрация атомовгелия [He] = 1.22·1018см-3, поэтому следует рассмотреть вопрос о том, в какойстепени найденные отношения парциальных коэффициентов могут быть искаженынеупругими переходами при столкновениях возбужденных атомов неона с атомамигелия (иными словами, «перемешивания» уровней 2p55s):( )Ne 3s j + HeNe ( 3sn ) + He ,(4.1.1.3)113114где 3s j и 3s n - обозначают начальное и конечное состояние атома неона.Нам неизвестны константы скоростей (сечения) процессов (4.1.1.3).

Однакооценить их роль в нашем случае можно следующим образом. В работе [36]представленывеличины(парциальныхсеченийQ3sjпроцессапередачи( ))He 21S0 + Ne → He + Ne 3s j , найденные в экспериментах привозбуждениямалых давлениях компонентов He-Ne смеси, т.е. в условиях пренебрежимо малойроли процессов перемешивания. По величинам Q3s можно найти относительныеjвеличиныпотоковпередачиврозбуждениянауровни3s j :Γ *3s = Q3s ⋅ v  He ( 21 S0 )  [ Ne] и сравнить их с результатами наших измеренийjjотносительныхинтенсивностейлиний5s-3pпереходоввусловияхпреимущественного заселения этим процессом рассматриваемых уровней.Как видно из Рис.3.1.4.3 (Глава III, параграф 3.1.), такие условия реализуются вразряде и начальной фазе послесвечения.

Характеристики

Список файлов диссертации