1.2. Обобщена схема на лазера ....... .... 18
1.3. Методи за създаване на инверсия на населението в активна среда. .... 19
1.4. Оптични резонатори ...... .. ....... ......... .. .... 24
1.5. Ефективността на лазери (коефициент зало-
Leznov действие) ............................... .......... .... 28
Глава 2. Основни видове лазери в плазмените диагностика. 30
2.1. Газови лазери ............... .. ....... .... .......... ....... 31
2.2. Течните багрилни лазери ...... .. .... .... ....... 42
2.3. Твърдо лазери ......................... .......... 45
2.4. Полупроводникови лазери инжектиране .......... 48
Глава 3. разпространение на електромагнитни вълни в плазмата. ................................................. ....... 50
3.1. Основи на Plasma електродинамика ...................... 50
3.2. Електромагнитните вълни в изотропно плазма. Ефективна честота сблъсък ...................... 51
3.3. Електромагнитните вълни в магнитно активен плазма ....................................................... .... 56
Глава 4. диагностични техники на базата на абсорбция, отразяване и деформация на излъчване на сондата в плазмата ......................... ....... 58
4.1. електромагнитна радиация в абсорбция
4.2. Пречупването на електромагнитни вълни в плазма .... 60
4.3. сянка на фотографиране метод ................... 61
Глава 5. интерферометрията плазма ......................... 70
5.1. Главна оптични интерферометри схема се използва в плазмените диагностика ................... 73
5.2. Методи за откриване на фазовите отмествания в интерферометрични измервания ............................ 82
5.3. Хетеродинни интерферометрия с обхвата на преместване на междинен честотен сигнал .......... .... 98
5.4. Интерферометрия с диференциално фотодетек .............................................. 99
5.5. Интерферометър с квадратура снимка
5.6. активен лазерна интерферометрия на. ............. ...... 107
5.7. Интерферометри с пасивна и активна вземане на проби рамо ........................... стабилизиране. 116
5.8. Две вълни интерферометри се компенсират
vibropomeh в плазмената експеримента. .......... ... 122
5.9. Дисперсия интерферометър ............. ............. 128
5.10. Две вълни диагностика частично йонизирани плазма .......................................................... 130
Глава 6. холографски методи за плазма изследвания. 136
Глава 7. Измерване на магнитното поле в плазмата. Лазерно поляриметрия ........................................... 145
7.1. Фарадей ефект и въртенето на поляризация равнина
7.2. Физични основи поляриметрия леки ...............
7.3. методи лазерни за изследване на магнитни полета в плазма импулс .......................................... 157
7.4. Измерванията на магнитни полета на растения токамак тип ......................................................... 163
Глава 8. Възстановяване на местните плазмени параметри от измерването на интегрална ................ 167
Глава 9. Определяне на плазмени параметри на разсейването на лазерно лъчение 172 .......................................
Приложение 1. метрологични характеристики на електромагнитни
Приложение 2. откриване на оптични лъчения ....... 189
Позоваването ................... .... .................................. 200
Допълнителна информация .............................................. 201
Логика и редът на представяне на материала определя като съществуваща програма за студенти от Московския Инженеринг физика институт, и желанието да достигне до повече читатели с различна степен на обучение. Ето защо, в първите две глави на основните принципи и концепции на лазерната физика и адрес специфични видове лазери, които са намерили най-голямо приложение в плазмените диагностика. Третата глава описва основните ефекти от електромагнитни вълни в плазмата. По-голямата част от книгата е посветена на представянето на диагностичните методи, съобразена с материала.
Важен фактор, който определя необходимостта от публикуването на това ръководство, е пълната липса на учебници, публикувани в централните издателски къщи на Русия за лазерно плазмени диагностика на руски език. От изхода на времето
в светлината на известни монографии (не учебници!) [16, 23, 27] е бил повече от 30 години. Най-малко известни, но като по-напреднала възраст, книги, посветени на плазмените диагностика [28 - 30] включват раздели за лазерни диагностика. В момента се обмисля като част от раздела за диагноза, те са повече от исторически интерес. Сред по-новите издания на съветския период на руски не се губи значение за настоящето, може да се установи [11, 31-33], но във всеки един от тези методи представя плазмени диагностика лазерни с ограничен набор от параметри. С оригиналните произведения на последните десет години, включително и в областта на лазерната плазмени диагностика може да се намери в протоколите от заседанията за диагностициране на плазма с висока температура и руски семинар на тема "Съвременни инструменти за диагностика плазмени и тяхното използване за контрол на веществата и околната среда", но към категорията на преподаване литературата и те не могат също да бъдат взети под внимание.
Започнете плазма проучване бе инициирана MV Ломоносов и неговият спътник и противник GV Richmann. Те са учили бури през първата половина на ХVIII век. Поради несъвършенствата на диагностично оборудване, довело до тези проучвания трагично. През 1753 Уилям Г. Георгиу Ричман умира, един от хипотезите от огненото кълбо в проучването, като се използва "електрически показалеца" (proobrazaelektroskopa), което не е заземен. След това, изследването на електроенергия в Русия по това време са били забранени.
В началото на руски физик ХIХ век Василий Владимирович Петров разследвани той създава електрическа дъга в атмосферата. Резултатите от тези проучвания са публикувани в тях 1803 в книгата си "Новината за галванично-voltovskih експерименти." В съвременния език, можем да кажем, че това са първите експерименти с лабораторни плазма. Но появата на плазмените диагностика като клон на физика на плазмата може да се каже след 30 години на ХХ век. Irving Langmuir въведен терминът "плазма", за да се опише състоянието на материал в положителен стълб на тлеещ разряд.
Въпреки това, две десетилетия по-късно, когато водещите нации в света са започнали да инвестира сериозно в решението на проблема на контролирания термоядрен синтез (CTF), физика на плазмата започва да се развива с бързи темпове. Естествено, веднага го изисква измерване на плазмената обекти параметри. В основата на първите методи за плазмени диагностика са станали експериментални устройства, създадени в областта на науката и технологиите, като оптика, астрофизика, хидро и газ динамика, микровълнова техника, високо напрежение оборудване, електроника и др. С течение на времето, плазмени диагностика се превърна във важна клон на физика на плазмата.
Плазмата често е наричан "четвъртият" състояние на материята. В плазмено състояние са основните обекти на Вселената - звезди. Най-близката от тях - на слънцето, излъчването на която е основният източник на енергия на Земята. Естеството на веществото в плазмено състояние е рядкост. Плазмената концентрация обикновено се произвежда при висока енергийна плътност в малки обеми, например, във формата на топка (фиг. В1) или линеен мълния
Фиг. B1. Кълбовидна мълния (от края на XIX гравюри).
По-голямата броя на плазма изследвания, проведени в лаборатория. Към днешна дата, установени растения, получени извънредно разнообразие от лабораторните показатели
плазма. По този начин, обхватът на вариант на електронната плътност N Е - поръчки петнадесет (10 9 cm -3 в газоразряден до 10 24 cm -3 в
лазерно произвежда плазма). температура Т е променен на четири порядъка от акции и дялове на електронволта (plasmatron) до десетки КЕВ (импулс термоядрени растения). Плазмените обекти имат характерни размери л от 10 cm -3 в инерционни раждането хибридни растения (Фиг. B3), до 10 3 cm в тороидално магнитно поле инсталация "токамак" (фиг. В4). susche- време
т съществуване краткотрайна плазма може да бъде само няколко десетки пико дори фемтосекунди (лазер плазма). В електрически разряд на постоянен ток, а от друга страна, има стационарна плазма. Възможните стойности на магнитното поле Н и обхващат широк спектър от нула до няколко megaersted (плазма фокус).
Необходимостта да се получи информация за настройките, тъй като различните плазмени обекти естествено доведе до разработването и прилагането на плазма експеримент голям брой диагностични процедури. Много е важно, е липсата на контакт с инструмент за диагностика плазма, в противен случай е възможно да се променят параметрите. методи безконтактен са най-предпочитани в плазмените изследвания.
Информация за плазмата могат да бъдат получени чрез изучаване на емисията на плазма от различни видове радиация (пасивни Diagnostics), или
Фиг. B3. Прицелното място за експерименти с инерционно задържане слят
(Национална запалване Facility (NIF). Лос Аламос)
Фиг. В2. Linear мълния в атмосферата
Плазмените сондиране обекта чрез из външен източник
лъчения (активни Diagnostics).
На свой ред, методи са разпределени сред които са отворени, в която електромагнитно излъчване взаимодействието с плазмата не водят до смущение на неговото състояние. Въпреки това, самата плазмата допринася за удължаване през него електромагнитни нарушения амплитудата на вълната, фаза и поляризация, тъй като силно изрази свойствата на дисперсия и анизотропия
в магнитно поле. Измерване на изкривяване включен за да се определят основните характеристики на плазмата. Към тях се отнасят предимно ще температура и концентрация на компонентите на плазмени частици.
Сред ефектите от взаимодействието на електромагнитно излъчване с плазма, които намират приложение в диагностиката, изберете ключ.
Тази абсорбция, отразяване, деформация на концентрационни градиенти, пречупване (т.е., промяна на дължината на оптичния път в сравнение с вакуум или въздух) и въртенето Фарадей на поляризация равнина, която се появява в присъствието на компонент паралелно магнитно поле на посоката на разпространение
Ния вълни. Тези ефекти са използвани за определяне на характеристиките на интеграл по посока на наблюдение на образуването на плазма. Процесът на разсейване на фотони от свободни електрони или колебания плътност, въпреки че има много ниска напречно сечение, се използва широко в плазмените диагностика, тъй като позволява да се получи информация за местни стойности на плазмени параметри.
60-те години на миналия век бяха белязани от важно откритие в областта на физиката - създаването на лазери. Ролята на това събитие за наука и практика не може да се надценява. Към днешна дата, е трудно да се назоват областта на човешката дейност, където те се използват. Теодор Майман, създател на първия лазер в света, дори и в началото на ерата на лазер заяви, че "... използването на лазери се ограничава по същество само от въображението и изобретателността на инженери." лазер се обърна много бързо от изследователски център в универсален инструмент, намери приложение в почти всички области на човешката дейност в областта на науката, промишлеността, медицината. Използва се като лазерен sredst-
ва измерване на физическата
Свързани статии