Non resonant microwave D ischarge start up in Heliotron J

Abstract

The non-resonant microwave discharge in strong magnetic fields was investigated in Heliotron J under the condition, ωce ⁄ωMW >1 (ωce and ωMW are the angular electron cyclotron frequency and the angular microwave frequency, respectively). Following the production of a non resonant microwave discharge plasma, it undergoes several phases in sequence: breakdown and formation of pre ionized plasma, increase in linear and nonlinear phases of plasma density, and quasi stationary stage. Several modes of non resonant microwave discharge were investigated. In the power scanning mode in non resonant microwave discharge, a higher plasma density than that in the constant power mode is achieved. The maximum average density achieved in the experiments is substantially greater than the critical density for O-wave (ordinary waves) 7.45 ⋅ 10¹⁶m⁻³ and can reach the value of 2.5 ⋅ 10¹⁸m⁻³

Досліджено нерезонансний мікрохвильовий розряд у сильних магнітних полях, коли виконується умова ωce ⁄ ωMW >1 (ωce and ωMW кутова електронна циклотронна частота та кутова мікрохвильова частота відповідно). При формуванні плазми нерезонансного мікрохвильового розряду послідовно проходять декілька фаз: пробій і утворення попередньої плазми, лінійна і нелінійна фази збільшення густини плазми, квазістаціонарна стадія. Досліджено декілька режимів нерезонансного мікрохвильового розряду. У режимі сканування потужності в нерезонансному мікрохвильовому розряді можна досягти більшої густини плазми, ніж у режимі постійної потужності. Максимальна середня густина, досягнута в експериментах, істотно перевищує критичну густину для О-хвилі (звичайної хвилі) 7.45 ⋅ 10¹⁶m⁻³ і може досягати значення 2.5 ⋅ 10¹⁸m⁻³