Использование модифицированного распада для формирования стохастических спектров колебаний в плазме

Abstract

Приведены результаты исследований возможности преобразования энергии узкополосных регулярных спектров генераторов в широкополосные шумовые спектры. При этом используется механизм стохастической распадной неустойчивости. Показано, что при превышении некоторого уровня колебаний, вводимых в плазменный резонатор, спектры их существенно уширяются и становятся шумовыми. Теоретические и экспериментальные результаты исследований качественно совпадают. Обнаружено, что существуют условия, при которых в плазменном резонаторе реализуется режим, аналогичный режиму Ферми-Паста-Улама для нелинейной струны. Эксперимент выполнен в условиях электронно-циклотронного резонанса для колебаний с частотой 2,77 ГГц, мощностью до 1 МВт в плазме плотностью 10⁹ см⁻³ при электронной температуре ~60 эВ. Показана возможность уширения в десятки раз спектра колебаний, формируемых магнетронным генератором.

Наведено результати досліджень можливості перетворення регулярних спектрів генераторів з вузькою смугою в такі, що мають широку смугу та є шумовими. При цьому використовується механізм розпадної стохастичної нестійкості. Показано, що при перевищенні деякого рівня коливань, що вводяться до плазмового резонатора, їхні спектри істотно розширюються і стають шумовими. Теоретичні і експериментальні результати досліджень якісно збігаються. Виявлено, що існують такі умови, коли в резонаторі реалізується режим, який є аналогічним режиму Фермі-Паста-Улама для нелінійної струни. Експеримент виконаний в умовах електронно-циклотронного резонансу для коливань з частотою 2.77 ГГц, потужністю до 1 МВт в плазмі з густиною 10⁹ см⁻³, при електронній температурі ~60 еВ. Показана можливість розширення в десятки разів спектру коливань, що формуються магнетронним генератором.

In the paper the results of capability of investigations of transformations of oscillations with narrow band regular spectrum to broadband noise spectrum are presented. The mechanism of stochastic decay instability is used in this case. It is shown that if some level of input oscillation in plasma resonator is exceeded, their spectrums becomes essentially more wide and noisy. The theoretical and experimental results coincide qualitatively. It is found that there are conditions in plasma resonator when regime which is analogous to Fermi-Pasta-Ulam regime for nonlinear string is realized. The experiment was carried out at conditions of electron cyclotron resonance for oscillations with frequency equal to 2.77 GHz and power up to 1 MW in plasma with density 10⁹ sm⁻³ and electron temperature ~60 eV. The capability of oscillations spectrum broadening in dozens of times formed by magnetron generator was shown.