Vysokofrekvenční výboj

Vysokofrekvenční výboj  je typ výboje plynu , který se vyskytuje v přítomnosti vysokofrekvenčního elektromagnetického pole .

Fyzikální principy výboje

Základem vysokofrekvenčních výbojů je proces nárazové ionizace molekul plynu a atomů elektrony urychlenými ve vysokofrekvenčním elektromagnetickém poli . Tento proces je doprovázen difúzí elektronů z oblasti, kde je pole lokalizováno, a také procesy jejich rekombinace s ionty nebo „přilnutí“ k neutrálním molekulám a atomům. V tomto případě jsou procesy na površích omezujících oblast výboje obvykle méně významné než v případě elektrostatických výbojů .

Ve vysokofrekvenčních výbojích mají elektrony obvykle komplexní energetickou distribuční funkci , která se výrazně liší od rovnovážného Maxwellova .

Obecně platí, že s rostoucí hustotou (tlakem) plynu a frekvencí záření vyžaduje zapálení výboje stále vyšší intenzity.

Vysokofrekvenční výboje se vyznačují jevem hystereze: ke zhášení výboje dochází při nižší hodnotě vysokofrekvenčního pole než zapálení. Ve frekvenci pole je také pozorována hystereze.

Typy vysokofrekvenčních výbojů

Existují vysokofrekvenční výboje v přítomnosti elektrod v oblasti výboje a v jejich nepřítomnosti. V druhém případě se výboj nazývá bezelektrodový . V plynech o vysokém (blízkém atmosférickému) tlaku se vysokofrekvenční výboj, ke kterému dochází mezi dvěma elektrodami, nazývá vysokofrekvenční koróna . Při dostatečně vysokých výkonech přechází do vysokofrekvenčního oblouku . Když je jedna z elektrod odstraněna, lze pozorovat tzv. výboj hořáku . Při nízkých tlacích se vysokofrekvenční výboj svými vlastnostmi blíží režimu kladného sloupce doutnavého výboje v konstantním poli.

Vysokofrekvenční výboje pozorované, když je elektromagnetické záření mikrovlnné nebo optické oblasti soustředěno v plynech , se nazývají mikrovlnné nebo optické výboje a mají řadu vlastností .

Aplikace

Vysokofrekvenční výboje našly široké uplatnění v široké škále aplikací. Používají se zejména jako zdroje plazmatu v iontových urychlovačích , zdroje světla ve spektrální analýze , zdroje aktivního média ve vysokovýkonných plynových laserech , v plazmochemii pro studium chemických reakcí v plynech, při řízené termonukleární fúzi atd.

Literatura