Диссертация (1149901), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Как будет видно издальнейшего, уменьшение числа ориентаций зонда приводит к существенным систематическимошибкам, а чрезмерное увеличение - к техническому усложнению оборудования, а иногда и кневозможности реализации таких требований к угловому разрешению.Одним из специфических недостатков метода плоского одностороннего зондадляопределения ФРИ является то, что, несмотря на первые попытки его применения, в литературеотсутствует физическое обоснование корректности предлагаемой процедуры измерения ФРИ.Наконец, функция распределения (ФР) заряженных частиц в некоторых перспективныхдля создания приборов плазменной электроники типах разрядов (например, низковольтныйпучковый разряд (НПР) в легких инертных газах) обладает столь высокой анизотропией, чтосуществующие зондовые методы непригодны для ее исследования.Так как измерение анизотропных ФРЭ и ФРИ - основная задача при исследованияхлюбого плазменного объекта, то можно утверждать, что преодоление вышеперечисленныхнедостатков является актуальной проблемой.5Цель настоящей работы - развитие метода плоского одностороннего зонда дляизмерения анизотропных ФРЭ и ФРИ, уменьшение систематических ошибок и расширениекласса плазменных объектов, где этот метод можно корректно применять.Для достижения цели необходимо решить ряд задач:разработать физическое обоснование возможности использования отталкивательной для1)ионов части зондовой характеристики для определения ФРИ и нахождения условий вплазме, при которых это использование корректно;найти алгоритм оценки необходимого числа2)ориентаций плоского одностороннегозонда, в зависимости от условий в плазме, для адекватного описания реальной ФРИ;разработать методику обработки экспериментальных данных с целью уменьшения3)систематических ошибок метода плоского одностороннего зонда при определениианизотропных ФР заряженных частиц в плазме;разработать методические основы зондовых измерений ФР заряженных частиц в сильно4)анизотропной плазме НПР с узким распределением частиц по энергии;разработать теорию для расчета ФРЭ в пролетном режиме НПР в области энергии5)начального пучка и провестиее экспериментальную проверку в плазме гелия дляподтверждения результатов по п.
4).Научная новизна состоит в том, что:впервые обоснован зондовый метод определения анизотропных ФРИ и найдена областьего применимости;разработаны алгоритмы уменьшения систематических ошибок существующих методовизмерения анизотропных ФР заряженных частиц;разработан и экспериментально апробирован зондовый метод определения ФРзаряженных частиц в пучковых разрядах с произвольной анизотропией и узкимраспределением по энергиям;разработана аналитическая теория для расчета ФРЭ в пролетном режиме низковольтногопучкового разряда в области энергии начального пучка;предложен способ оценки индикатрисы упругого рассеяния электрона на атоме изизмерений ФРЭ в низковольтном пучковом разряде. Способ экспериментальноапробирован на примере низковольтного пучкового разряда в гелии.Практическая значимость результатов исследованияРазработанные методы расчета и экспериментальные методики измерений открываютновые возможности исследования плазмы газового разряда в условиях сильной анизотропии6ФР, ранее недоступной для экспериментального изучения зондовыми методами.
Это, в своюочередь, позволяет:создавать новые приборы плазменной энергетики, исследовать их электрокинетическиехарактеристики;совершенствовать методы диагностики анизотропной плазмы, повышать их точность инадежность.Выполненные исследования и созданные методы диагностики анизотропной плазмывносят вклад не только в разработку новых приборов и методов экспериментальной физики, нои в развитие новых направлений в плазменной электронике и физике плазмы.Личный вклад автораВсе основные результаты диссертации получены либо лично автором, либо при егонепосредственном участии.Объем и структура диссертацииДиссертация состоит из Введения, четырёх глав, Заключения, Списка литературы иПриложений.
Полный объём диссертации составляет 127 страниц с 63 рисунками. Списоклитературы содержит 104 наименования.В первой главе представлен краткий обзор работ по теме диссертации. Наиболееподробно рассмотрен способ определения анизотропных ФРЭ и ФРИ с помощью плоскогоодностороннего зонда. Сформулированы основные недостатки метода и проблемы, требующиерешения.Во второй главе приводится обоснование зондового метода измерения анизотропныхФРИ. Найдены условия применимости данного метода в зависимости от параметров плазмы,размеров и потенциала зонда. Здесь же получены оценки систематических ошибок методаизмерения анизотропных ФР заряженных частиц, вызванных различными причинами ипредложены алгоритмы их уменьшения.Третья глава посвящена разработке новой разновидности метода измерения сильноанизотропных ФР в пучковых разрядах, когда разброс частиц по энергии сосредоточен в узкомпо сравнению с самой энергией диапазоне.В четвертой главе на примере низковольтного пучкового разряда в гелии проверенаразработанная в Гл.
3 методика измерения ФР в пучковых разрядах. Разработана аналитическаятеория для расчета ФРЭ в пролетном режиме низковольтного пучкового разряда в областиэнергии начального пучка. Здесь же разработана методика определения индикатрисы упругогорассеяния электрона на атоме из зондовых измерений. Методика успешно апробирована напримере рассеяния электрона на атоме гелия.7Научные положения, выносимые на защиту:1.
Обоснование применимости метода плоского одностороннего зонда для определенияанизотропных ФРИ.2. Методы уменьшения систематических ошибок при зондовых измерениях анизотропныхФР заряженных частиц.3. Зондовый метод определения сильно анизотропных ФР заряженных частиц в пучковыхразрядах с узким распределением частиц по энергиям.4. Метод определения индикатрисы упругого рассеяния электрона на атоме из результатовизмерения рассеянной части ФРЭ в низковольтном пучковом разряде и результаты егоапробации в плазме гелиевого НПР.Основные результаты работы были доложены и опубликованы в трудахмеждународных конференций:1. Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A.
Cylindrical probe in nonequilibrium plasma– new possibilities. // Contr. paper of 55th Meeting of the APS Division of Plasma Physics.2013. Vol. 58. Р 39. Denver, CO, USA.2. Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., KaganovichI., Demidov V., Strahova A.A. Distantdiagnostics of nonequilibrium plasmas. // Contr. paper of 41st IEEE International Conferenceon Plasma Science (ICOPS-2014).
2014. Vol. 1P-64. Р 43. Washington, DC. USA.3. Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю., Страхова А.А. Метод цилиндрического зонда –новыевозможностипривычногоинструмента.//ТрудыXLIМеждународнойконференции по физике плазмы и УТС. 2014. Т.1. С.162. Звенигород, Россия.4. Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A. 3D Diagnostics of nonequilibrium plasmas.// Contr. paper of 41th European Physics Society Conference on Plasma Physics.
2014. Vol.39E. Р 5.168. Berlin, Germany.5. Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю., Страхова А.А., Булахова К.Я. К вопросу о точностидиагностикинеравновеснойплазмыцилиндрическимизондами.//Труды51Международной научной конференции. 2014. С.8. Новосибирск, Россия.6. Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A. 3D Diagnostics of plasma interactions withsurface. // Contr. paper of 56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics. 2014.Vol.
59. Р 8.57. New Orleans, Louisiana, USA.7. Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A. Diagnostics of nonlocal plasmas: advancedtechniques. // Contr. paper of 67th Annual Gaseous Electronics Conference. 2014. Vol. 59. Р1.26. Raleigh, North Carolina, USA.88.
Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strakhova A.A. 3D probe diagnostics of plasmas. // Contr.paper of 42nd European Physical Society Conference on Plasma. 2015. Vol. 39E. Р 5.168.Lisboan, Portugal.9. Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Soukhomlinov V. S., Strahova A.A. 3D Diagnostics ofPlasma - Surface Interactions.
// Contr. paper of 57th Annual Meeting of the APS Division ofPlasma Physics. 2015. Vol. 59. Р 5.168. Savannah, Georgia USA.10. Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю., Аинов М.А., Страхова А.А. 3D диагностикаанизотропных функций распределения электронов и ионов в плазме. Труды XLIIМеждународной конференции по физике плазмы и УТС. 2015. T.1. С.256.
Звенигород,Россия.11. Мустафаев А.С., Страхова А.А., Грабовский А. Новые методы контактной идистанционнойдиагностикинеравновеснойплазмы.//ТрудыМеждународнойконференции - конкурс молодых физиков. Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН.Московский государственный технический университет им.
Н.Э. Баумана. 2015. Т.21.С.37. Москва, Россия.12. Страхова А.А., Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю. Функция распределения электронов вплазме с произвольной степенью симметрии. // Труды Международной конференции конкурс молодых физиков. Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН.
Московскийгосударственный технический университет им. Н.Э. Баумана. 2016. Т.22. С.22. Москва,Россия.13. Грабовский А.Ю., Страхова А.А. Flat probe method for anisotropic assymetrical plasma. //Труды 54 Международной научной конференции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
