Dischnrgcs a t high current densities and low pressures in the transition region from free fall to anibipolar diffusion conditions are the laser media of noble gas ion lasers. -4 short. review of WCII known dischnrge theories of low pressure discharges is given.Experimental results of discharge parameters and plasma data obtiiined for different ion laser tubes arc described. Wall probes were used to measure t.he electron ternperiiture, the current dertsity of the positive ions a t the wall, and the mean electron density. Optical methods provided measurements of axinl ion temperature, nxinl temperature of the neutral gas, and the menn drift velocity of the positive ions.For electron temperatures higher than 4 eV, the energy bidlance, the electrical field intensity.tlir axial drift velocity of tlie ions and the electrons, the mean neutral gas density and the degree of ionizat.ion are in agreement with the resulta from the free fall theory.
ZusammenfassungEntladungen bei hohen Stromdichten und niedrigen Gadrucken im Ubergangsbereich von Freifall bedingungen zu Diffusionsbedingungen sind die aktiven Medien von Edelgas-Ionen-Lnsern.Es wird ein kurzer uberblick uber bekannte Gasentladungstheorien von Xiederdruckentladungen gegeben.Experimentelle Ergebnisse der Entladungspnrameter und Plnsmadaten, die mit versehiedenen Ionenlaser-Rohren arhnlten wurden, sind angegeben. Wandsonden wurden zur JIessung der Elektronentcmperatur, der Dichte des positiven Ionenstromes zur Wand und der mittleren Elektroncndichte verwendet,. Mit opt.ischen Methoden wurden die axiale Ionentemperatur, die axiale Neutrtilgastemperatiir und die mit.tlere Driftgeschwindigkeit der positiven Ionen bestimmt. Fur Elektroteniperaturen iiber 4 eV ist die ,Energiebilanz, die elektrische Feldstarke. die axiale Driftgeschwindigkeit der Elcktronen und Ionen, die mit.tlere Neiitralgasdichte und der lonisationsgrad in Uhereinstimrnnng mit den Ergebnissen der Freifalltheorie. I
Both electrophoresis and cataphoresis are the reason for pressure gradients in low pressure discharges. According to LEIBY and OSKAM'S results an expression for the axial pressure gradient is derived. The parameters of the discharge-plasma are calculated in dependence on current density, tube radius and g ;~ pressure by a semi-empirical model of high-current low-pressure discharges.Prewure differences are measured in a small-bore discharge tube ( R = 0.1 cm. 1 = 8 rm;argon, krypton). The experimental results are of the order of the numerical valuea.
InhaltsubersiehtElektrophorese und Kataphorese sind die Ursachen f c r die Entstehung von Driic*ligritdienten in Xiederdruckentladungen. -4usgehend von den Ergebniseen von LEIBY und OSKAI wird ein Ausdruck fiir den axialen Druckgradienten abgeleitet. Die Parameter des EntlndungapliiRriiris sind mit Hilfe eines halbempirischen Modells einer Hochstrom-Xiederdruckentladung in At)hangigkeit von der Stromdichte, dem Rohrradius und dem Gaadruck berechnet worden. I n einern Entladungsrohr mit enger Kanalbohrung (R = 0.1 cm, 1 = 8 cm; Argon. Krypton) sind Druckdifferenzen gemessen worden. Die experimentellen Werte und die numerischen sind von der gleichen Groaenordnung.
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