Современная электроника №1/2021

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 53 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2021 весного плазменного канала проис- ходит установление этих коэффи- циентов поглощения излучения по амплитуде. При увеличении элек- трического напряжения, приклады- ваемого к газоразрядному промежут- ку лампы, наблюдается увеличение характерных скоростей возраста- ния спектральных относительных коэффициентов поглощения излу- чения плазменного канала. Из временных зависимостей тепло- вых мощностей, расходуемых на разо- грев плазменного канала и теплоот- дачу из него в окружающую среду, продемонстрированных на рисун- ках 4а, 4б, следует, что основным ограничителем коэффициента полез- ного действия преобразования элек- трической энергии, поступившей в импульсную ксеноновую лампу за длительность импульса тока накач- ки, в энергию излучения за тот же интервал времени являются тепло- вые потери. Удовлетворительное совпадение результатов физико-математического моделирования с эксперименталь- ными исследованиями позволяет говорить о применимости предло- женных физико-математических моделей для определения времен- ных характеристик физических параметров плазменного канала импульсного дугового электриче- ского разряда в импульсных ксено- новых лампах. Создание описанных физико-мате- матических моделей плазменного кана- ла позволяет не только получить расчё- ты для полномасштабного плазменного моделирования, учитывающего специ- фику существенных для рассматривае- мой системы элементарных столкнови- тельных и радиационных процессов в плазме, но и даёт возможность оценить ряд важных для оптимизации режимов работы газоразрядных ламп накачки внутренних физических параметров нелокального нестационарного плаз- менного канала. Низкая эффективности преобра- зования поступающих в импульсную ксеноновую лампу электрических мощностей в мощности её излучения на стадии расширения ксенонового неравновесного плазменного канала обусловлена доминированием энер- гетических потоков, расходуемых на создание, разогрев и формирова- ние плазменного канала в газоразряд- ном промежутке лампы. На стадиях увеличения и поддержания темпе- ратуры равновесного плазменного канала, являющихся последующими стадиями горения дугового электри- ческого газового разряда, происхо- дит существенное перераспределение энергетических потоков, что при- водит к возрастанию эффективно- сти преобразования поступающих в импульсную ксеноновую лампу элек- трических мощностей в мощности ее излучения. Заключение Описанная работа является этапом комплексного прикладного исследо- Рис. 5. Расчётные временные зависимости спектральных относительных коэффициентов поглощения излучения A T плазменного канала в ИКЛ: а) расширяющегося; б) равновесного вания нелокальной плазмы импульс- ного дугового электрического разряда в ксеноновых лампах для оптической накачки. Работа выполнена в рамках серии исследований, посвящённых разработке эффективных методов физико-математического модели- рования нелокальной газоразряд- ной плазмы и их использования для практических приложений. Полу- ченные в настоящей работе резуль- таты будут использованы в качестве приближения для многопараметри- ческого моделирования плазмы в весьма сложном и интересном для теории и практики моделирования случае нестационарной фазы разви- тия электрического газового разряда. В этой связи представляется интерес- ным сопоставление результатов про- деланного в рамках энергетического подхода квазианалитического рас- смотрения с результатами популяр- ных сегодня существенно более ресур- соёмких физико-математических моделей, основанных на учёте сово- купности элементарных плазменных процессов в рамках квазигидродина- мических приближений. С точки зрения задач для опти- мизации работы импульсных ламп оптической накачки, данная рабо- та будет продолжена. Совокупность физико-математических моделей, базирующихся на системах уравне- ний, будет использоваться как база для решения задач для оптимизации режимов работы импульсных ксено- новых ламп. 0,09 0,135 0,125 0,115 0,105 0,095 0,085 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 50 2* 1* 1* 2* 100 150 200 А Т , отн. ед. А Т , отн. ед. 250 300 100 150 200 250 300 350 400 450 500 350 400 0 t , μ s а б