Читать онлайн «Лазерная искра и распространение разрядов»

Ю. П. РАЙЗЕР ЛАЗЕРНАЯ ИСКРА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАЗРЯДОВ ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» МОСКВА 1974 УДК 533. 9. 15 + 537. 52. 7 Райзер Ю. П. Лазерная искра и распространение разрядов. М. , «Наука» , 1974. Рассматриваются пробой газов лазерным излучением и эффекты распространения плазменных фронтов. Изложена теория развития электронной лавины под действием оптического и сверхвысокочастотного излучения. Формулируется подход к задаче о поддержании плазмы в электромагнитных полях. Рассмотрены генераторы плотной плазмы — плазмотроны. Говорится о явлениях «световой детонации», о «горении» светового луча, о взаимодействии луча и плазмы. Рассматриваются многие фундаментальные вопросы физики взаимодействия ионизованного газа с электромагнитным полем. Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников, студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специальностей, Таблиц 5. Иллюстраций 103. Библиогр. 344 назв. Р Q42 (01)—74 4°2~-74 © Издательство «Наука», 1974 г. ПРЕДИСЛОВИЕ В этой книге рассматривается определенный круг разрядных явлений, которые интенсивно изучались в течение последнего десятилетия и фактически открывают новые разделы физики газового разряда. К их числу в первую очередь принадлежит полученный в 1963 г. эффект лазерной искры — один из интереснейших в области взаимодействия интенсивного излучения с веществом. Явление лазерной искры в качестве важнейшего элемента включает в себя процесс пробоя газа, т. е. возникновения и развития в нем бурной ионизации под действием поля. Осуществление пробоя полями оптических частот стало возможным только после создания лазеров, и притом лазеров, дающих особенно мощные, хотя и очень кратковременные световые импульсы. Процесс оптического пробоя содержит много необычного, так как в этом случае проявляется квантовый характер поля. Тем не менее сейчас он исследован с ненамного меньшей степенью доскональности, чем пробой в постоянном электрическом поле, который изучается уже в течение многих десятков лет, так что настало время подведения первых итогов. Пробою газов в полях оптического диапазона посвящена первая часть книги; много внимания там уделяется и близким вопросам сверхвысокочастотного пробоя. Во второй части рассматриваются процессы поддержания плотной низкотемпературной плазмы и эффекты распространения разрядов, т. е. превращения в плазму новых масс газа, находящихся во внешнем поле. В отличие от пробоя эти разрядные процессы могут протекать и в полях сравнительно небольшой интенсивности — необходимо лишь однажды зажечь разряд. Эффекты распространения разрядов и поддержания плазмы за счет электромагнитной энергии наблюдаются в самых разнообразных условиях. Они всегда присутствуют в лазерной искре, лежат в основе действия дуговых, высокочастотных и сверхвысокочастотных генераторов плазмы — плазмотронов, которые широко применяются в науке и технике, зачастую возникают в используемых на практике сверхвысокочастотных устройствах. Недавно была реализована многообещающая возможность непрерывного и длительного поддержания плазмы путем подвода к ней энергии с помощью лазерного луча. 5 Систематическое рассмотрение подобных эффектов в полях различных частотных диапазонов и формулировка некоего общего теоретического подхода к их описанию составляет содержание второй части книги.