Рассматриваемый экспериментальный комплекс с удаленным доступом предназначен для изучения процессов возбуждения при атом-атомных и ион-атомных столкновениях с участием инертных газов в диапазоне энергий налетающих частиц от 50 до 1000 эВ. Он позволяет методами оптической спектроскопии определять полные сечения возбуждения атомных уровней, поляризацию излучения сталкивающихся частиц, а также исследовать возбуждаемый спектр при взаимодействии пучка быстрых атомов или ионов с газовой мишенью в условиях парных столкновений.
Экспериментальный комплекс состоит из следующих функциональных модулей:
- газоразрядного источника ионов и быстрых атомов с многоканальной камерой перезарядки;
- детектора нейтральных и заряженных частиц, позволяющего контролировать коэффициенты вторичной электронной эмиссии под действием ионов и быстрых атомов с поверхности детектора в ходе эксперимента;
- времяпролетного масс-спектрометра (для энергетического анализа и контроля состава пучков ионов и нейтральных частиц);
- системы регистрации оптического излучения возбужденных атомов и ионов на базе монохроматора МДР-2 и ФЭУ-106,-62;
- вакуумной установки на базе диффузионных паромасляных насосов.
Комплекс имеет следующие параметры. Плотность потока быстрых частиц достигает 3·1018 част/(с2 м) (пучок быстрых атомов создается путем симметричной резонансной перезарядки ионов на собственном газе). Угловая расходимость пучка не превышает 3·10-4 ср. Энергетический разброс ионов и атомов составляет соответственно 5±1 и 11±3 эВ. Количество метастабильных атомов гелия в 21,3S-состояниях не превышает 0.6% от полного числа быстрых частиц, число метастабильных атомов неона в 3s[3/2] 
-состоянии составляет 0.3% от числа быстрых атомов (измерения выполнены методами фотоионизации и флуоресцентной лазерной спектроскопии). Спектральный диапазон системы регистрации оптического излучения - от 200 до 1100 нм. Для уменьшения скорости счета темновых импульсов ФЭУ охлаждается до -15 0С. Давление газа-мишени - не более 1·10-3 Тор. Давление остаточного газа в камере столкновений не превышает 1·10-6 Тор.
Для управления экспериментом на базе установки создана распределенная информационно - измерительная система, обеспечивающая удаленный доступ к ресурсам комплекса в сетях, функционирующих на базе стека протоколов TCP/IP. Доступ к физическому оборудованию осуществляется с помощью серверов стандартных приборных интерфейсов (КАМАК, GPIB), сервера доступа к микроконтроллерам MCS-196, а также коммуникационного сервера, интегрирующего серверы оборудования в единую информационно-измерительную систему [1].
Комплект программ-клиентов включает программу измерения сечений возбуждения спектральных линий при взаимодействии ионов и быстрых атомов с газовой мишенью в зависимости от энергии сталкивающихся частиц, программу измерения спектров излучения атомных частиц, программу определения абсолютной чувствительности системы регистрации оптического сигнала, программу градуировки дифракционного монохроматора по длинам волн и программу измерения коэффициентов вторичной электронной эмиссии с поверхности детектора под действием ионов и быстрых атомов.
С помощью экспериментального комплекса методами оптической спектроскопии в системе Ne-Ne были исследованы спектры и сечения возбуждения группы состояний Ne(2p5np) (3£n£8), получены спектры возбуждения при столкновениях атомов аргона низких энергий (рис.1), изучены сериальные закономерности в системе Ar-Ar [2, 3].
Рисунок 1. Спектр Ar I при энергии столкновения атомов аргона 450 эВ (с.ц.м.)
Эти данные позволили определить эффективность различных каналов возбуждения атомных состояний, а также исследовать механизмы заселения возбужденных уровней.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Гаврилов С.Е., Жиганов Е.Д., Кипрушкин С.А., Курсков С.Ю. Распределенная информационно-измерительная система для удаленного управления экспериментом в области оптической спектроскопии // Научный сервис в сети Интернет: Тр. Всерос. науч. конф. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2002. С.157-159.
- Kurskov S.Yu., Khakhaev A.D. Excitation of Ar I atoms into 3p5np states (4£n£6) in binary Ar-Ar collisions // Northern optics 2003 (16-18 June 2003, Espoo, Finland). Helsinki: Helsinki University of Technology, 2003. P. P012.
- Курсков С.Ю., Хахаев А.Д. Сериальные закономерности в сечениях возбуждения Ar(3p5np)при столкновениях атомов аргона низких энергий // Материалы Всерос. науч. конф. по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2004. Петрозаводск: 2004. С.43-48.
Библиографическая ссылка
Кашуба А.С., Курсков С.Ю., Хахаев А.Д. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПРИ АТОМ-АТОМНЫХ И ИОН-АТОМНЫХ СТОЛКНОВЕНИЯХ // Фундаментальные исследования. – 2005. – № 3. – С. 29-30;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=5832 (дата обращения: 19.04.2024).