Особенности возбуждения и распространения поверхностных волн в плазменном цилиндре в магнитном поле

Abstract

В работе изучено возбуждение колебаний азимутальным поверхностным током и распространение поверхностных (по отношению к плазме) волн в системе, которая содержит однородный плазменный цилиндр, отделенный от металлической камеры вакуумным промежутком и погруженный во внешнее однородное аксиальное магнитное поле. Проведено исследование резонансных свойств такой системы в зависимости от размеров установки, частоты возбуждаемых колебаний и плотности плазмы. Показано, что для значительной области параметров резонанс азимутальной поверхностной волны соседствует по частоте с резонансом “поперечно-магнитной” поверхностной волны, которая ранее не учитывалась. Подробно исследована пространственная структура электромагнитных полей волн с частотами, близкими к таким двойным резонансам.

У роботі вивчено збудження коливань азимутальним поверхневим струмом та поширення поверхневих (по відношенню до плазми) хвиль в системі, що складається з однорідного плазмового циліндра, відокремленого від металевої камери вакуумним прошарком, та зануреного у зовнішнє однорідне аксіальне магнітне поле. Проведено дослідження резонансних властивостей такої системи в залежності від розмірів установки, частоти збуджуваних коливань та густини плазми. Показано, що для значної області параметрів резонанс азимутальної поверхневої хвилі розташований за частотою поблизу резонанса “поперечно-магнітної” поверхневої хвилі, яка раніше не враховувалася. Детально досліджено просторову структуру електромагнітних полів хвиль з частотами, близькими до таких подвійних резонансів.

In this paper, we study the excitation of oscillations by the azimuthal surface current and the propagation of the surface (with respect to the plasma) waves in the system containing the homogeneous plasma cylinder separated from the metallic wall by a vacuum gap and embedded in an external uniform axial magnetic field. The system resonance properties are studied as functions of the device dimensions, the frequency of the oscillations excited, and the plasma density. It is shown that over a substantial range of parameters, the resonance of the azimuthal surface wave is close by frequency to the resonance of the transverse-magnetic surface wave, which has been ignored before. The spatial structure of the electromagnetic field of the waves with the frequency close to such double resonances is investigated in detail.