Статья «ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ XeCl ЭКСИПЛЕКСНОЙ ЛАМПЫ, "Физика плазмы"»

Экспериментально и теоретически изучено влияние концентрации хлора на эффективность излучения коаксиальной эксиплексной лампы (эксилампы) барьерного разряда в бинарных смесях Xe-Cl₂ при давлении рабочей смеси 240?250 Торр. Экспериментальные исследования проведены в диапазоне концентраций Cl₂ 0.01?1%. Расчеты характеристик барьерного разряда выполнены в рамках одномерной гидродинамической модели в диапазоне концентраций Cl₂ 0.1?5%. Показано, что при концентрации хлора в смеси 0.01?0.1% интенсивности излучения полос Xe (172 нм) и XeCl^* (308 нм) сопоставимы, причем с ростом концентрации Cl₂ в смеси интенсивность излучения молекулы Xe быстро падает и при концентрации хлора 0.2 излучение полосы B X молекул XeCl^* с максимумом интенсивности на длине волны 308 нм доминирует в потоке излучения разряда. Максимальная эффективность излучения этой полосы наблюдается при концентрациях хлора 0.4?0.5%. Рассчитанные значения эффективности излучения барьерного разряда превышают экспериментально измеренные, что связано с ограничениями одномерной модели, рассматривающей разряд однородным в поперечном направлении, в то время как реальный разряд в эксилампах является сильно неоднородным. Численно изучено влияние концентрации хлора на свойства плазмы барьерного разряда в бинарных смесях Xe-Cl₂. Показано, что увеличение концентрации Cl₂ в смеси приводит к прилипанию электронов к атомам хлора и уменьшению концентрации электронов и проводимости разряда. Это вызывает рост электрического поля и увеличение падения потенциала на разрядном промежутке, что в свою очередь обуславливает рост средней энергии электронов, и, как следствие, увеличение вероятности диссоциации молекул Cl₂ и ионизации атомов Xe и молекул Cl₂. Полная мощность, вкладываемая в разряд, увеличивается с ростом концентрации хлора вследствие роста мощности, расходуемой на нагрев положительных и отрицательных ионов; мощность, рассеиваемая электронами, уменьшается с ростом концентрации хлора в рабочих смесях. Даны рекомендации по выбору величины содержания хлора в смеси для снижения интенсивности вакуумного ультрафиолетового излучения второго континуума эксимера Xe при незначительном уменьшении эффективности эксилампы.