Кинетические процессы аргоно-гелиевой плазмы импульсного разряда


Просмотр статьи
PDF, 1,9 МБ

Kinetic processes of argon-helium plasma of a pulsed discharge

The article presents a theoretical investigation of the kinetic processes occurring in the argon-helium plasma of a pulsed discharge. A model of argon-helium plasma was created and the main reactions of formation and quenching of species were studied. A general scheme of kinetic processes of the rare gases plasma in a pulsed discharge has been formed.

optically pumped rare gas laser (OPRGL), kinetic model, argon-helium plasma, rate of reaction

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.25.5.1118

Алексей Валентинович Юрьев, Михаил Александрович Горбунов, Юрий Анатольевич Адаменков, Анна Андреевна Калачева, Валентина Александровна Шайдулина, Евгений Владиславович Кабак

Том 25, выпуск 5, 2024 год



В работе представлено теоретическое исследование кинетических процессов, протекающих в аргоно-гелиевой плазме импульсного разряда. Создана модель аргоно-гелиевой плазмы и проведено исследование ключевых механизмов образования и гибели частиц плазмы. Сформирована общая схема кинетических процессов, происходящих в плазме инертных газов импульсного разряда.

лазер с оптической накачкой на инертных газах (ЛОНИГ), кинетическая модель, аргоно-гелиевая плазма, скорость реакции

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.25.5.1118

Алексей Валентинович Юрьев, Михаил Александрович Горбунов, Юрий Анатольевич Адаменков, Анна Андреевна Калачева, Валентина Александровна Шайдулина, Евгений Владиславович Кабак

Том 25, выпуск 5, 2024 год



1. А.А. Адаменков, Ю.А. Адаменков, М.А. Волков, Б.А. Выскубенко, С.Г. Гаранин, М.А. Горбунов, А.П. Домажиров, М.В. Егорушин, А.А. Калачева, Ю.В. Колобянин, Н.А. Конкина, Ф.А. Стариков, А.А. Хлебников, В.А. Шайдулина. Лазер на метастабильных атомах Ar* с поперечной оптической накачкой мощностью 1 Вт // «Квантовая электроника». 2022, Т52, №8, с.695-697.
2. Ю.А. Адаменков, В.А. Шайдулина, А. В. Юрьев и др. Генерация на метастабильных атомах криптона на длине волны 893 нм с оптической накачкой. XXX Международная конференция по передовым лазерным технологиям ALT-23, Самара, 18-21 сентября 2023 года. Сборник тезисов
3. Ю.А. Адаменков, В.А. Шайдулина, А. В. Юрьев и др. Определение концентрации метастабильных атомов аргона в активной среде лазера с оптической накачкой на инертных газах с помощью одномерной модели. XXX Международная конференция по передовым лазерным технологиям ALT-23, Самара, 18-21 сентября 2023 года. Сборник тезисов.
4. Ю.А. Адаменков, В.А. Шайдулина, А. В. Юрьев и др. Исследование влияния кислорода на активную среду лазера с оптической накачкой на инертных газах с помощью кинетической 0-D(t) модели. 20 Международный симпозиум по молекулярной спектроскопии высокого разрешения 2023 (HighRUs-2023), Иркутск 03-07 июля 2023 года. Сборник тезисов.
5. Ю.А. Адаменков, В.А. Шайдулина, А. В. Юрьев и др. Определение оптимальной концентрации инертных газов в активной среде лазера с оптической накачкой с помощью одномерной модели плазмы импульсного разряда. Международная конференция 25 Харитоновские тематические научные чтения «Современные лазерные технологии» 25-29 марта 2024. Сборник тезисов
6. База данных сечений реакций взаимодействия с электронами [Электронный ресурс]. Режим доступа https://nl.lxat.net/data/set_specA.php (дата обращения 01.03.2024)
7. Xi-Ming Zhu and Yi-Kang Pu - A simple collisional–radiative model for low-temperature argon discharges with pressure ranging from 1Pa to atmospheric pressure: kinetics of Paschen 1s and 2p levels // J. Phys. D: Appl. Phys. 43 (2010) 015204 (17pp)
8. N.A. Dytko, Y.Z. Ionikh, I.V. Kochetov – Experimental and theoretical study of the transition between diffuse and contracted forms of the glow discharge in argon // J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (2008) 055204 (14pp)
9. D. J. Emmons and D. E. Weeks - Kinetics of high pressure argon-helium pulsed gas discharge // JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 121, 203301 (2017)
10. M. Stankov, M. M. Becker, T. Hoder and D. Lohagen - Extended reaction kinetics model for non-thermal argon plasmas and its test against experimental data // Plasma Sources Science and Technology, 2022
11. S. Shiu, M. Biondi ¬ – Dissociative recombination in argon: Dependence of the total rate coefficient and excited-state production on electron temperature // Physical review A, Vol 17, №3, 1977.
12. M. V. Zagidullin, P.A. Mikhey – Numerical study of a nanosecond repetitively pulsed discharge in an Ar-He mixture at near atmospheric pressure // Physics of Plasmas 30, 2023.
13. J. W. Shon, M. J. Kushner – Excitation mechanisms and gain modeling of the highpressure atomic Ar laser in He/Ar mitures // JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 75, 1883 (1994).
14. J.D. Jones, D.G. Listert, D.P. Wareing – The temperature dependence of the three-body reaction rate coefficient for some rare-gas atomic ion-atom reaction rate coefficient for some atomic ion-atom reactions in the range 100-300K // Department of Physics 29, 1979
15. Kuntner N. - Modeling and Simulation of Electronic Excitation in Oxygen-Helium Discharges and Plasma-assisted Combustion // Thesis, 2018
16. A.V. Karelin, O.V. Simakova – Kinetics of the active medium of a multiwave He-Ar-Xe laser pumped by a hard ioniser // General Physics Institute
17. M. N. Rolin, S.I. Shabunya, J.C. Rostaing, J.M. Perrin – Self-consistent modelling of a microwave discharge
18. A.R. Hoskinson, J. Gregorio, J. Hopwood // Jornal of Applied Physics, 119 (2016), 233301
19. Comsol: Plasma Module User’s Guide// [Электронный ресурс]. Режим доступа www.comsol.com (дата обращения 01.03.2024)
20. Park G, Lee H, Kim G, –Global model of He/O2 and Ar/O2 atmospheric pressure glow discharges// Plasma Processes and Polymers. 5, 569-576 (2008)
21. Han J, Heaven M, – Kinetics of optically pumped Ar metastables// OPTICS LETTERS. 39, 6541 (2014)
22. S. K. J. Novicki, "Absolute quenching cross section for collisions between Ar (3P0, 2) and H2O," The Journal of chemical physics, vol. 89, no. 1, pp. 7031-7033, 1988.
23. Quenching rate constants for reactions of Ar(4p′[1/2]0,4p[1/2]0,4p[3/2]2, and 4p[5/2]2) atoms with 22 reagent gases N. Sadeghi, D. W. Setser, A. Francis, U. Czarnetzki, and H. F. Döbel