Features of plasma glow in low pressure terahertz gas discharge

Abstract

Investigations of the low pressure (1–100 Torr) gas discharge in the powerful (1 kW) quasi-optical terahertz (0.55 THz) wave beams were made. An intense afterglow was observed after the end of gyrotron terahertz radiation pulse. Afterglow duration significantly exceeded radiation pulse length (8 μs). This phenomenon could be explained by the strong dependence of the collisional-radiative recombination rate (that is supposed to be the most likely mechanism of electron losses from the low pressure terahertz gas discharge) on electron temperature.

Plasma glow dynamics of pulsed nitrogen discharge induced by the powerful terahertz waves

“…3). It should be noted that the afterglow with different time scales and different dynamics was observed in [5,6] in a terahertz discharge in argon plasma. However, in nitrogen, by contrast with argon, long afterglow is observed at high gas pressures.…”

“…The dense plasma produced by a terahertz wave beam is a new, poorly studied subject of gas-discharge physics, therefore, this research line is of fundamental interest. The authors of several works [3][4][5][6] studied self-sustained and initiated gas breakdown and the arising discharge in focused beams of terahertz gyrotron radiation, as well as temporal and spatial features of discharge plasma glowing at various pressures and in various spectrum regions. Argon was used as the working gas in these experiments.…”

“…Argon was used as the working gas in these experiments. Specifically, it was shown experimentally that such a discharge can be an high-power source of both optical, and a significantly shorter-wave radiation [5,6], which can be of interested from the viewpoint of practical applications.…”

Концентрация Плазмы Разряда, Поддерживаемого В Неоднородном Потоке Газа Мощным Излучением Терагерцового Диапазона Частот

“…44292.16464 Разряд, возникающий в сфокусированных пучках терагерцового излучения гиротронов, исследовался в ряде работ [1][2][3][4]. Изучались динамика распространения разряда, особенности свечения образующей-ся плазмы в различных спектральных диапазонах.…”

“…При увеличении фонового давления длительность послесвечения уменьшается, и при давлениях в несколько сотен торр послесвечение практически отсутствует. Пространственно-временная развертка свечения разряда в таких условиях представляет собой просто наклонную линию (заметим, что такой же эффект наблюдался нами и ранее в экспериментах с другой частотой нагрева плазмы 0.55 ТHz [1,2]). Это связано с тем, что при высоком давлении нейтрального газа в аргоне эффективно образуются комплексы Ar Проведенные эксперименты показали, что в разряде, поддерживае-мом мощным сфокусированным излучением терагерцового диапазона частот в неоднородном потоке газа, при определенных условиях воз-можно создание плазмы с величиной концентрации не только близкой к критической, но даже существенно ее превышающей.…”