Концентрация плазмы разряда, поддерживаемого в неоднородном потоке газа мощным излучением терагерцового диапазона частот

Измерена плотность плазмы разряда, возникающего в неоднородном потоке аргона под действием мощного сфокусированного импульсного излучения гиротрона (частота 0.67 THz, мощность 40 kW, длительность импульса 20–30 $\mu$s) в диапазоне фоновых давлений газа в разрядной камере от 10$^{-3}$ до 300 Torr. Концентрация электронов при низких давлениях (10$^{-3}$–7 Torr) определялась по вызванному эффектом Штарка уширению атомарной линии излучения H$_\alpha$ (656.3 nm) водорода, который присутствовал в разряде в качестве малой остаточной примеси. При этом максимальное наблюдаемое штарковское уширение линии H$_\alpha$ соответствует величине концентрации плазмы порядка 2 $\cdot$ 10$^{16}$ cm$^{-3}$, которая превышает критическую для используемой частоты поддерживающего разряд излучения. При давлениях свыше 7 Torr плотность плазмы оценивалась на основе анализа пространственно-временных разверток и осциллограмм свечения разряда в оптическом диапазоне. Оценки дали величину электронной концентрации на уровне (1–2) $\cdot$ 10$^{15}$ cm$^{-3}$.