Теоретические основы эмиссионной и лазерной спектроскопической диагностики электрических полей в плазме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, доктор физико-математических наук Гавриленко, Валерий Петрович

• Гавриленко, Валерий Петрович
• доктор физико-математических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Гавриленко, Валерий Петрович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ПЛАЗМЕ НА ОСНОВЕ ЭМИССИОННЫХ СПЕКТРОВ НЕВОДОРОДОПОДОБНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ.

§1. Спектроскопический метод определения состояния поляризации осциллирующих электрических полей в плазме.

1.1. Расчет поляризации и интенсивности сателлитов з а-прещенных спектральных линий.

1.2. Метод определения состояния поляризации электрического поля.

§2. Принцип определения статистических характеристик осциллирующих электрических полей в плазме. ^

§3. Методы диагностики сильных линейно поляризованных осциллирующих электрических полей. ^ ^

3.1. Случай умеренно сильных полей. Модификация интенсивностей ближнего и дальнего сателлитов запрещенной спектральной линии. Поляризация сателли

TOB. по

A. Расчет интенсивностей ближнего и дальнего сателлитов запрещенной спектральной линии.

Б. Методы измерения напряженности сильного осциллирующего электрического поля на основе сателлитов запрещенных линий.

B. Поляризация сателлитов и определение направления сильного осциллирующего электрического поля.

3.2. Случай очень сильных полей. Многосателлитная структура вблизи запрещенной и разрешенной спектральных линий.

§4. Модификация интенсивностей сателлитов диполь но запрещенных спектральных линий под влиянием внутриплазменных квазистатических электрических полей.

§5. Метод диагностики электрических полей в низкотемпературной плазме по спектрам излучения двухатомных полярных молекул.

Глава И. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ПЛАЗМЕ НА ОСНОВЕ ЭМИССИОННЫХ СПЕКТРОВ ВОДОРОДОПОДОБНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ.ВО

§1. Спектр излучения водородоподобноп) атома, взаимодействующего с осциллирующим электрическим полем в плазме: переход от динамического к квазистатическому режиму.

§2. Резонансные эффекты в штарковской спектроскопии водородоподобных атомов в плазме, обусловленные присутствием в плазме осциллирующих электрических полей.

2.1. Резонансные рельефы на квазистатических штарковских профилях спектральных линий водородоподобных атомов, взаимодействующих с линейно поляризованным осциллирующим электрическим полем в плазме.

А. Расщепление спектральных линий водородоподобного атома в условиях многоквантового резонанса.

Б. Спектральная линия La с учетом расстройки от резонансных частот.

В. Проявление резонансных эффектов на результирующем штарковском профиле спектральной линии водоро-доподобных атомов в плазме. Диагностические рекомендации.

2.2. Проявление резонансных эффектов на квазистатических штарк-зеемановских профилях спектральных линий водородоподобных атомов, взаимодействующих с линейно поляризованным осциллирующим электрическим полем в плазме.

A. Сущность резонансных эффектов при совместном воздействии на водородоподобный атом квазистатических электрического и магнитного полей, а также осциллирующего электрического поля.

Б. Расчет расщепления спектральных линий водоро-доподобного атома в условиях резонанса.

B. Диагностические рекомендации.

2.3. Резонансная перестройка квазистатических профилей спектральных линий водородоподобных атомов в плазме, вызванная влиянием неколлинеарных осциллирующих электрических полей.Мб

А. Резонансные эффекты в штарковском спектре водородоподобных атомов, вызванные влиянием неколлинеарных осциллирующих электрических полей.

Б. Резонансные эффекты в зеемановском спектре водородоподобных атомов, вызванные влиянием неколлинеарных осциллирующих электрических полей.

В. Рекомендации по диагностике суперпозиции не-коллинеарных осциллирующих электрических полей в плазме.

§3. Влияние высокочастотного квазимонохроматического электрического поля на штарк-зеемановские профили спектральных линий водородоподобных атомов.

3.1. Спектр излучения водородоподобного атома при совместном действии статического и высокочастотного электрического полей.

3.2. Спектр излучения водородоподобного атома при совместном действии высокочастотного осциллирующего электрического поля и статического магнитного поля.

3.3. Модификация спектра водородоподобного атома, вызванная влиянием суперпозиции высокочастотного осциллирующего электрического поля и электрического поля пролетающих заряженных частиц. 1*

§4. Модификация спектра водородоподобного атома в эллиптически поляризованном электрическом поле: плазменно-диагностические возможности. ^

4.1. Спектральные линии водородоподобного атома в эллиптически поляризованном электрическом поле. Динамический режим.

A. Резонансные эффекты в эллиптически поляризованном поле.

Б. Модификация спектра Ьа водородоподобного атома под влиянием эллиптически поляризованного электрического поля. Нерезонансный случай.

B. Поляризационно-спектроскопические эффекты в эллиптически поляризованном поле.

Г. Принципы измерений параметров высокочастотного эллиптически поляризованного электрического поля в плазме.

4.2. Квазистатическое уширение спектральных линий водородоподобных атомов в низкочастотном эллиптически поляризованном электрическом поле.

4.3. Спектроскопия водородоподобных атомов, взаимодействующих с высокочастотным эллиптически поляризованным электромагнитным излучением.

A. Эффективный оператор взаимодействия водородо-подобного атома с высокочастотным электромагнитным полем.

Б. Квазиэнергетические состояния водородоподобно-го атома в монохроматическом высокочастотном эллиптически поляризованном электромагнитном поле.

B. Границы применимости результатов. Диагностические рекомендации. '

§5. Принципы диагностики стохастических осциллирующих электрических полей плазменной турбулентности по спектральным линиям водорода.

Глава III. ЛАЗЕРНЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ПЛАЗМЕ.

§1. Методы диагностики осциллирующих электрических полей в плазме, основанные на интегральном по спектру сигнале лазерной флюоресценции.

1.1. Использов ание водородоподобных излучателей. .\ЬЪ

А. Модификация результатов Карплюса-Швингера в осциллирующем электрическом поле. Зависимость интенсивности флюоресценции от параметров осциллирующего электрического поля.

Б. Динамический штарковский сдвиг квазиэнергетических уровней в лазерном и низкочастотном электрических полях.

1.2. Использование неводородоподобных излучателей.

§2. Лазерно-спектроскопический принцип диагностики осциллирующих электрических полей в плазме, основанный на модификации спектра флюоресценции атомарного водорода.13 о

§3. Методы диагностики осциллирующих электрических полей в плазме по спектру лазерно-индуцированной флюоресценции полярных молекул.

3.1. Нерезонансный случай.

3.2. Резонансный случай.

§4. Метод диагностики квазистатических электрических полей в плазме, имеющих изотропное распределение в пространстве. Принцип измерений концентрации заряженных частиц для разреженных плазменных сред. А1 и

Глава IV. ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ЛАБОРАТОРНОЙ ПЛАЗМЫ.

§1. Диагностика сильных осциллирующих электрических полей в эксперименте "СВЧ пучок - плазма" по сателлитам запрещенных спектральных линий гелия.

1.1. Экспериментальное определение амплитуды осциллирующего электрического поля в плазме.

1.2. Поляризационный анализ сателлитов запрещенных спектральных линий.

§2. Спектроскопическое исследование осциллирующих электрических полей в периферийной плазме токамака.,

§3. Спектроскопическое исследование неравновесных электрических полей в плотной плазме токового слоя.

3.1. Особенности штарковского уширения линий типа Нпа ионов С/У, NV, OVI в межчастичных электрических микрополях.

3.2. Штарковское уширение спектральных линий типа Нпа ионов СIV, NV, OVIb обусловленное влиянием неравновесных электрических полей.

§4. Диагностика электрических полей на основе лазерно-индуцированной флюоресценции молекул CS.

4.1. Калибровочные измерения электрического поля в газе.

А. Эксперимент.

Б. Теоретический анализ экспериментальных данных. Учет столкновительного выравнивания населенностей зеемановских состояний подуровней Л-удвоения.

4.2. Измерение электрического поля в тлеющем разряде в гелии.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретические основы эмиссионной и лазерной спектроскопической диагностики электрических полей в плазме»

Актуальность работы

Во многих физических процессах в плазме важную роль играют электрические поля. Такие электричекие поля могут возникать в плазме вследствие развития в ней различных неустойчивостей. Возможные причины, вызывающие развитие плазменных неустойчивостей, это взаимодействие с плазмой пучков заряженных частиц [1, 2, 3], пропускание через плазму сильных токов [4, 5, 6], перезамыкание магнитных силовых линий [7, 8, 9], воздействие на плазму мощного электромагнитного излучения [10, 11]. Обзор различных типов неустойчивостей содержится также в книгах [12, 13, 14, 15, 16, 17]. Наряду с электрическими полями, связанными с развитием плазменных неустойчивостей, электрические поля в плазме могут являться также полями проникающего в плазму извне электромагнитного излучения. Такое излучение используется, например, в экспериментах по дополнительному нагреву плазмы электромагнитными волнами (см., например, [18, 19]). Еще одним примером электрических полей в плазме служит радиальное электрическое поле в токамаках. Такое радиальное поле играет важную роль в переходах между Ь- и Н-режимами удержания плазмы (см., например, [20, 21,22]). Наличие электрических полей является также характерной особенностью плазмы газовых разрядов (в частности, тлеющих разрядов, дуговых разрядов, СВЧ разрядов, оптических разрядов), причем свойства таких разрядов зависят от параметров и пространственного распределения электрических полей. Подробный обзор разрядов различных типов содержится в книге [23]. Кроме того, в плазме всегда присутствуют электрические поля, создаваемые отдельными заряженными частицами (электронами, ионами). Такие поля существенно отличаются по своим статистическим свойствам от электрических полей, указанных выше.

В настоящей работе мы будем использовать термин "микроскопические электрические поля" (для краткости - "микрополя") для обозначения электрических полей, создаваемых отдельными заряженными частицами, и термин "крупномасштабные электрические поля" для обозначения всех других типов внутриплазменных электрических полей, включая поля, примеры которых указаны выше. Отметим здесь, что микроскопическое электрическое поле заряженной частицы (иона, электрона) в плазме экранируется на расстояниях г > гд, где г о - радиус Дебая: г в — (Т/8 тгА^е2)1/2 [И - плотность заряженных частиц, Т -температура частиц). В то же время характерный геометрический размер области существования рассмотренных выше крупномасштабных электрических полей в плазме, как правило, существенно превышает величину гд.

Измерение микроскопических электрических полей не представляет в большинстве случаев самостоятельного интереса в задачах диагностики плазмы. Однако свойства таких микроскопических электрических поляй и характер их воздействия на излучающие атомы (или ионы) имеют важное значение для многих спектроскопических методов измерения концентраций и температур заряженных частиц плазмы. В основе таких методов лежат эффекты модификации профилей спектральных линий квантовых излучателей (атомов или ионов), обусловленные влиянием на излучатели внутриплазменных микроскопических электрических полей. Воздействующее на излучающие атомы (или ионы) вну-триплазменное микроскопическое электрическое поле можно разделить на две составляющие: низкочастотную и высокочастотную. Низкочастотная составляющая микроскопического электрического поля представляет собой электрическое поле, создаваемое отдельными ионами плазмы, а высокочастотная составляющая является электрическим полем, создаваемым отдельными электронами. Для многих практически важных ситуаций влияние ионного микрополя на формирование профиля спектральной линии излучающего атома можно рассматривать в квазистатическом приближении, в то время как влияние электронного микрополя - в рамках ударного приближения. Подробный обзор различных эффектов, связанных с модификацией профилей спектральных линий атомов и ионов, обусловленной влиянием микроскопических вну-триплазменных электрических полей, а также обзор соответствующих спектроскопических методов диагностики плазмы представлены в большом количестве работ (см., например, [24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32]). Следует отметить, что к настоящему времени диагностические методы, основанные на модификации профилей спектральных линий атомов и ионов под влиянием микроскопических внутриплазменных электрических полей, получили широкое распространение для измерения параметров как лабораторной, так и космической плазмы.

Значительно меньшее распространение нашли до сих пор спектроскопические методы диагностики крупномасштабных внутриплазменных электрических полей (хотя практическая потребность в измерении таких полей велика). Это обусловлено, с одной стороны, сложностью теоретического описания взаимодействия излучающего атома с крупномасштабным внутриплазменным электрическим полем. Действительно, крупномасштабное электрическое поле в какой-либо точке плазмы может характеризоваться набором большого количества параметров, которые влияют на проведение спектроскопической диагностики этого поля. Важнейшими из таких параметров являются: среднеквадратичная напряженность поля, частотный состав поля, направление вектора напряженности поля (для статического поля), амплитудно-угловое распределение электрического поля (для полей низкочастотной плазменной турбулентности), состояние поляризации электрического поля (если электрическое поле является полем высокочастотных волн, распространяющихся в плазме). С другой стороны, крупномасштабные электрические поля всегда действуют на излучатели в плазме совместно с электрическими микрополями, что также может затруднить получение информации о характеристиках крупномасштабных полей. Поэтому актуальной является задача разработки комплекса бесконтактных спектроскопических методов измерений параметров крупномасштабных электрических полей в плазме, что является основным содержанием настоящей диссертационной работы. В основе указанных диагностических методов лежат выявленные в диссертации на основе аналитических и численных расчетов зависимости спектров спонтанного испускания и лазерно-индуцированной флюоресценции атомов, ионов, молекул от параметров крупномасштабных электрических полей в плазме. Наряду с этим, некоторое внимание в диссертации уделено вопросам, имеющим отношение к спектроскопической диагностике микроскопических электрических полей. Дело в том, что в диссертации рассматривается ряд новых спектроскопических эффектов, возникающих при зондировании исследуемой области плазмы электромагнитным излучением. Указанные эффекты можно использовать как для проведения локальной диагностики крупномасштабных электрических полей в плазме, так и для локальных измерений концентрации заряженных частиц плазмы. Отметим, что с диагностической точки зрения излучающие атомы (ионы или молекулы) в плазме играют роль своеобразных квантовых детекторов, входным сигналом для которых служит измеряемое электрическое поле, а выходным сигналом, содержащим информацию об этом поле, служит спектр спонтанного излучения или лазерно-индуцированной флюоресценции.

Цель работы

Цель работы заключается в развитии теории формирования спектров спонтанного излучения и лазерно-индуцированной флюоресценции атомов, ионов, молекул, находящихся в плазме и испытывающих действие внутриплазменных электрических полей, в разработке на этой основе комплекса спектроскопических методов измерений параметров электрических полей в плазме, а также в применении разработанных диагностических методов для конкретных лабораторных установок.

Характеристика предшествующих работ

В основе большинства спектроскопических методов диагностики внутриплазменных электрических полей лежит эффект Штарка у атомов (ионов или молекул), находящихся в плазме. Сущность эффекта Штарка состоит в модификации радиационых характеристик атомов, включающей изменение профилей спектральных линий, появление новых спектральных компонент, изменение поляризации и углового распределения излучения. Причина этих явлений заключается в изменении структуры энергетических уровней и соответствующих волновых функций атома в электрическом поле. Впервые расщепление спектральных линий атомов водорода в статическом электрическом поле наблюдалось Штарком в 1913 году. В 1926 г. Паули и Шредингер дали квантово-механическое объяснение этому эффекту. Отметим, что в опубликованной недавно книге [33] содержится обзор разнообразных спектроскопических эффектов в атомах и ионах, находящихся под воздействием электрических полей различной природы.

К началу 80-х годов, когда автор приступил к исследованиям по теме диссертации, уже существовали некоторые эффективные методы спектроскопической диагностики крупномасштабных электрических полей в плазме и в газовых разрядах. Сюда относятся, во-первых, методы диагностики пространственно-однородных статических электрических полей с напряженностью больше или порядка 1 кВ/см, в основе которых лежит эффект Штарка, проявляющий себя в эмиссионных спектрах атомов и молекул. Анализ результатов в этой области, а также библиография соответствующих работ приведены в книге [34]. Отметим также книгу [35], в которой содержится большой объем информации об эмиссионных спектрах атомов инертных газов в пространственно-однородном статическом электрическом поле.

Важным этапом в развитии спектроскопических методов диагностики электрических полей плазменной турбулентности послужила теоретическая работа Шолина [36]. В этой работе были проанализированы квазистатический и ударный механизмы воздействия внутриплазмен-ных турбулентных электрических полей на излучающие атомы водорода, а также была указана граница (определяемая параметрами плазмы и турбулентных полей), разделяющая квазистатический и ударный механизмы. Методика диагностики квазистатических электрических полей низкочастотной плазменной турбулентности по штарковскому уши-рению спектральных линий водорода и водородоподобного иона гелия была использована в большом количестве экспериментальных работ. Отметим здесь работы по измерению уровня турбулентности в 0-пинче [37, 38], в прямом разряде [39], в системе пучок-плазма [40], в высокочастотном разряде [41], в токамаке [42]. В работе [43] была разработана теория поляризационных измерений квазистатических электрических полей низкочастотной плазменной турбулентности по спектральным линиям водорода. Соответствующая диагностическая методика была применена, в частности, в экспериментальных работах [44, 45].

В работах [46, 47] была экспериментально реализована методика спектроскопической диагностики СВЧ осциллирующих электрических полей в плазме на основе штарковского уширения спектральных линий водорода. В теоретическом плане эти работы базировались на результатах Блохинцева [48], рассчитавшего эмиссионный спектр атомарного водорода в линейно поляризованном регулярном гармоническом поле —* вида Eq cos cot. Отметим, что динамический эффект Штарка в эмиссионном спектре атомов водорода и дейтерия, взаимодействующих с полем Ео cos Lot, наблюдался также в работах [49, 50, 51, 52]. В работе Лифшиц [53] был рассчитал эмиссионный спектр атомарного водорода в квазимонохроматическом одномерном электрическом поле, представлявшем суперпозицию большого числа колебаний со случайными фазами. Такое поле характерно для высокочастотной одномерной плазменной турбулентности, обладающей узким частотным спектром. Новый класс эффектов в эмиссионном спектре атомарного водорода возникает при учете совместного действия на атом водорода двух электрических полей: квазистатического электрического поля F и осциллирующего электри-—► —* ческого поля Eq cos cot. Здесь поле F представляет ионные микрополя плазмы или электрическое поле низкочастотной плазменной турбулентности. Такие эффекты имеют место в ситуации, когда частота осциллирующего электрического поля со близка к штарковскому расщеплению верхнего или нижнего энергетического уровня атома водорода, обусловленному действием статического поля F. В результате в определенных местах на плавных квазистатических штарковских профилях спектральных линий водорода возникают "рельефы", имеющие вид локальных провалов. По ширине таких провалов можно определять напряженность осциллирующего поля в плазме. Первыми работами, в которых аналитически исследовались указанные резонансные эффекты, явились работы Окса и Шолина [54] и Жужунашвили и Окса [55]. На основе выявленных эффектов в работе [55] было измерено амплитудно-угловое распределение ленгмюровских шумов, возникающих в плазме при аннигиляции встречных магнитных полей.

Наряду со спектральными линиями водорода и однократно ионизованного гелия для диагностики электрических полей в плазме используются спектральные линии неводородоподобных излучателей (в первую очередь атомов нейтрального гелия). В работе Баранже и Мозера [56] была предложена методика диагностики осциллирующих электрических полей в плазме по сателлитам запрещенных (по четности) спектральных линий гелия. Эта методика впоследствии была применена во многих экспериментальных работах, в том числе для диагностики электрических полей высокочастотной плазменной турбулентности на установке 0-пинч [57, 58], в системе пучок-плазма [59], при пропускании через плазму сильного тока [60]. Следует отметить, что результаты Баранже и Мозера справедливы, строго говоря, лишь для изотропных высокочастотных турбулентных шумов, имеющих некоррелированные по различным направлениям компоненты. В работе Купера и Ринглера [61] были получены теоретические результаты для интен-сивностей сателлитов запрещенных спектральных линий для случая, когда осциллирующее электрическое поле обладает линейной поляризацией, на основе которых были проведены измерения микроволновых электромагнитных полей. В работе Бекефи и Дойтша [62] рассчитаны квазистатические штарковские профили разрешенной и запрещенной спектральных линий гелия в электрических полях низкочастотной плазменной турбулентности (как одномерной, так и трехмерной изотропной). В книге [26] представлена кинетическая теория уширения спектральных линий излучения атомов в плазме. Эта теория позволяет проводить расчеты уширения спектральных линий как в случае равновесной, так и в случае неравновесной плазменной среды. Некоторые конкретные результаты для неравновесной плазмы, полученные в рамках кинетической теории уширения спектральных линий, содержатся в работах [63, 64].

Применение лазерных методов диагностики электрических полей в плазме началось с работы Буррела и Кунце [65]. В этой работе с помощью метода лазерно-индудированной флюоресценции были зарегистрированы сателлиты запрещенной спектральной линии гелия 23Р - 43Р при лазерном возбуждении разрешенного перехода в гелии 23Р - 43В. Эксперимент проводился в разряде с полым катодом. Причиной появления сателлитов явилось взаимодействие гелия с микроволновым излучением (при дополнительном учете столкновительной передачи населенности от уровня 43В к уровню Аналогичный диагностический метод был использован в работе [66] для измерения электрических полей высокочастотной плазменной турбулентности. Такая турбулентность возбуждалась в разряде с полым катодом, к которому дополнительно прикладывался короткий импульс высокого напряжения. Выполненные в [65, 66] эксперименты продемонстрировали такие достоинства метода лазерно-флюоресцентной диагностики электрических полей в плазме как возможность проведения измерений с высоким временным и пространственным разрешением. Отметим также, что основная роль лазерного излучения в указанных работах состояла в повышении населенности верхних атомных уровней, эффективно взаимодействующих с внутриплазменными электрическими полями.

Более активно методы лазерно-индуцированной флюоресценции для измерения электрических полей стали применяться с начала 80-х годов. Весьма перспективной работой явилась работа Мура, Дэвиса и Готтшо [67]. В этой работе была реализована экспериментально методика диагностики квазистатических электрических полей в плазме на основе возбуждения лазерно-индуцированной флюоресценции двух атомных полярных молекул (в эксперименте [8?] использовались молекулы ВС1). Достоинством методики, предложенной в работе [67], явилась возможность измерений слабых статических электрических полей (в некоторых случаях - с напряженностью порядка 50-100 В/см). Столь высокая чувствительность методики, предложенной в работе [67], обусловлена тем, что в качестве пары верхних энергетических уровней двухатомной полярной молекулы выбираются очень близко расположенные подуровни А-удвоения, связанные дипольным матричным элементом. Еще большая чувствительность (позволившая измерять поля с напряженностью порядка 10 В/см) была достигнута в работе [68], в которой в качестве двухатомных полярных молекул использовались молекулы ЫаК.

Таким образом, к началу 80-х годов в арсенале экспериментальной физики плазмы уже имелся ряд эффективных спектроскопических методов диагностики крупномасштабных внутриплазменных электрических полей. В то же время отсутствовала ясность по ряду важных теоретических проблем, связанных со спектроскопической диагностикой электрических полей в плазме. Укажем некоторые из таких проблем, а) Имевшиеся спектроскопические методы диагностики осциллирующих внутриплазменных электрических полей были нацелены, в первую очередь, на измерение среднеквадратичной напряженности осциллирующего поля. В некоторых случаях они позволяли также отличить линейно поляризованное осциллирующее электрическое поле от осциллирующего поля, представляющего собой изотропный высокочастотный шум с некоррелированными по различным направлениям компонентами [56, 61]. Однако было неизвестно, можно ли с помощью спектроскопических методов определить произвольное состояние поляризации поля, а также в какой мере необходимо учитывать состояние поляризации осциллирующего поля при проведении спектроскопических измерений среднеквадратичной напряженности поля. Отметим, что в плазме осциллирующее поле может обладать либо определенной поляризацией (линейной, циркулярной, эллиптической), либо представлять суперпозицию полей с различными поляризациями. При этом вектор амплитуды электрического поля может совершать сложные движения в пространстве. б) Один из основных методов диагностики осциллирующих электрических полей в плазме базируется на эффекте появления сателлитов запрещенных спектральных линий в эмиссионном спектре неводородо-подобных излучателей (метод сателлитов Баранже-Мозера [56]). В этом методе информация о напряженности осциллирующего поля получается из измеренного отношения ¿7/ /д, где в - интенсивность сателлита запрещенной линии, а 1а - интенсивность разрешенной линии. Для применимости метода сателлитов Баранже-Мозера должны выполняться ряд условий. Одно из таких условий заключается в том, чтобы два близких энергетических уровня атома 1 и 2, радиационные переходы из которых формируют дипольно разрешенную и дипольно запрещенную спектральные линии, были заселены в соответствии с их статистическими весами. Другое условие состоит в требовании (^12-^/(^2?)! << 1>гДе

12 ~ матричный элемент дипольного момента между уровнями 1 и 2, - расстояние между уровнями 1 и 2, а Е - характерная напряженность осциллирующего электрического поля. Однако было неизвестно, можно ли использовать эффект появления сателлитов запрещенных линий для диагностики сильных полей: |й^Е / > 1, причем при отсутствии информации об относительных заселенностях пары близких уровней 1 и 2. в) Были известны аналитические формулы, описывающие модификацию профиля спектральной линии атомарного водорода в одномерном квазимонохроматическом электрическом поле высокочастотной плазменной турбулентности [53]. Эти формулы позволяют измерять среднеквадратичную напряженность квазимонохроматических турбулентных полей. Однако было неизвестно, какую форму имеют профили линий водорода в электрическом поле высокочастотной плазменной турбулентности в ситуации, когда турбулентное поле обладает конечной шириной спектра (включая широкополосное турбулентное поле). Соответственно оставалось неясным, каким образом, используя спектральные линии водорода, можно получить информацию о среднеквадратичной напряженности турбулентного поля и о его спектральных характеристиках в том случае, когда турбулентное поле обладает конечной шириной спектра. г) В работе [55] были исследованы "рельефы" на квазистатических штарковских профилях линий водорода, обусловленные эффектом од-ноквантового резонанса между частотой воздействующего на атомы водорода квазимонохроматического электрического поля и штарковским расщеплением энергетических уровней водорода в квазистатическом электрическом поле. Однако было неизвестно, что происходит с квазистатическими штарковскими профилями линий водорода в случае многоквантового резонанса; как модифицируются резонансные рельефы на квазистатических профилях спектральных линий водорода в эллиптически поляризованном электрическом поле; могут ли возникать резонансные рельефы, если в плазме дополнительно присутствует магнитное поле; что происходит с квазистатическими штарковскими профилями линий водорода, если частота осциллирующего поля превышает расщепление верхнего и нижнего энергетических уровней атома водорода в квазистатическом поле. д) Большой практический интерес представляли вопросы, можно ли использовать для лазерной диагностики электрических полей в плазме эффекты, присущие нелинейной лазерной спектроскопии (в частности, эффект насыщения атомного перехода сильным лазерным полем, эффект модификации структуры энергетических уровней атома под влиянием резонансного лазерного излучения), а также, можно ли распространить предложенный в работе [67] принцип диагностики слабых квазистатических электрических полей в плазме по спектрам лазерно-индуцированной флюоресценции полярных молекул на измерения параметров слабых осциллирующих электрических полей.

Научная новизна работы

Получены новые результаты в теории формирования спектров спонтанного излучения и лазерно-индуцированной флюоресценции атомов, ионов, молекул, взаимодействующих с внутриплазменными электрическими полями. Базируясь на полученных новых теоретических результатах, разработаны новые методы спектроскопической диагностики электрических полей в плазме. Эти методы могут служить не только для измерения напряженности, но также и для определения частотных характеристик и состояния поляризации внутриплазменного электрического поля. Научной новизной характеризуется также использование принципов нелинейной лазерной спектроскопии для активной лазерной диагностики электрических полей в плазме. В результате практического применения разработанных диагностических методов получены (при участии автора) новые данные о характеристиках внутриплазменных электрических полей при исследовании лабораторной плазмы в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова, Институте общей физики РАН, Институте прикладной физики РАН, Рурском университете (г. Бо-хум, Германия). Подробный перечень полученных новых результатов содержится в Заключении.

Автор выносит на защиту комплекс разработанных спектроскопических методов диагностики вну-триплазменных электрических полей, и практическое применение указанных методов в исследованиях лабораторной плазмы, выполненных при участии автора в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова, Институте общей физики РАН, Институте прикладной физики РАН, Рурском университете (г. Бохум, Германия).

1. Методы диагностики электрических полей в плазме на основе эмиссионных спектров неводородоподобных излучателей. Развита теория формирования спектра спонтанного излучения в окрестности дипольно-запрещенных радиационных переходов у неводородоподобных излучателей, испытывающих действие внутриплазменных электрических полей, на основе которой разработаны

- метод определения состояния поляризации осциллирующих электрических полей (ОЭП) в плазме;

- метод диагностики сильных ОЭП в плазме с использованием сателлитов дипольно запрещенных спектральных линий излучения атомов (для таких сильных ОЭП традиционный диагностический метод сателлитов Баранже-Мозера [56] неприменим) ;

- метод диагностики постоянных и переменных электрических полей в низкотемпературной плазме по эмиссионным спектрам полярных молекул;

- метод определения статистических характеристик низкочастотных ОЭП в плазме, позволяющий различать регулярные одномодовые и стохастические многомодовые ОЭП;

- метод диагностики ОЭП в ситуации, когда в плазме помимо ОЭП присутствуют сильные квазистатические электрические поля.

2. Методы диагностики электрических полей в плазме на основе эмиссионных спектров водородоподобных излучателей. Развита теория, описывающая модификацию спектров спонтанного излучения водородоподобных излучателей под действием внутриллазмен-ных электрических полей, на основе которой разработаны

- методы диагностики ОЭП в плазме, базирующиеся на эффекте появления локальных "рельефов" на квазистатических штарковских профилях спектральных атомов;

- метод диагностики внутриплазменных высокочастотных ОЭП, основанный на эффекте уменьшения полуширины штарк-зеемановских профилей спектральных линий атомов, вызванном действием ОЭП;

- методы измерения параметров эллиптически поляризованных низкочастотных и высокочастотных волн в плазме;

- методы измерения параметров стохастических ОЭП плазменной турбулентности, включающие измерение среднеквадратичной напряженности, средней частоты и ширины спектра ОЭП.

Предложены принципы диагностики ОЭП в плазме в условиях, когда существенную роль в формировании профиля спектральной линии атома играет механизм ударного уширения, вызванный столкновениями с заряженными частицами, а также принцип локальной диагностики внутриплазменных квазистатических электрических и магнитных полей на основе зондирования исследуемой области плазмы нерезонансным СВЧ излучением.

3. Лазерные методы диагностики электрических полей в плазме. Развита теория формирования спектров лазерно-индуцированной флюоресценции атомов или молекул, взаимодействующих с внутриплазмен-ными электрическими полями. На основе выявленных спектроскопических эффектов разработаны

- методы диагностики внутриплазменных ОЭП с использованием интегральной (по спектру) интенсивности линий лазерной флюоресценции, а также штарковских сдвигов и расщеплений компонент в спектре лазерной флюоресценции атомов;

- высокочувствительные методы диагностики внутриплазменных электрических полей, а также высокочувствительный метод измерения плотности плазмы, в основе которых лежат эффекты модификации спектров лазерной флюоресценции двухатомных полярных молекул.

4. Практическое применение разработанных методов диагностики внутриплазменных электрических полей в лабораторных условиях. Разработанные спектроскопические методы диагностики были применены для измерения параметров электрических полей, возникающих

- в периферийной зоне плазменного шнура токамака Т-10 (эксперимент был поставлен в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова);

- в плазме токового слоя на установке ТС-3 (эксперимент был поставлен в Институте общей физики РАН);

- при взаимодействии мощного СВЧ излучения с плазмой (эксперимент был поставлен в Институте прикладной физики РАН);

- в тлеющем разряде в гелии (эксперимент был поставлен в Рурском университете, г. Бохум).

Отметим, что полученные в настоящей диссертации новые теоретические результаты, описывающие модификацию структуры энергетических уровней и профилей спектральных линий квантовых излучателей (атомов, ионов, молекул) под действием внутриплазменных электрических полей, могут быть использованы также в таких лазерных методах диагностики плазмы как оптогальваническая спектроскопия (см., например, [69]) и внутрирезонаторная лазерная спектроскопия (см., например, [70]). Кроме того, указанные спектроскопические эффекты могут быть использованы при решении задач переноса резонансного излучения в плазме (см., например, [71, 72, 73, 32]).

Личный вклад автора

Выбор направления исследований по теме диссертации принадлежит лично автору. В вошедших в диссертацию теоретических работах, написанных коллективно, автор диссертации внес определяющий вклад в постановку задач, их решение, интерпретацию и обобщение полученных результатов. В экспериментальных работах автор диссертации внес определяющий вклад в теоретическое развитие спектроскопических методик диагностики внутриплазменных электрических полей, а также в проведение теоретического анализа экспериментальных данных.

Апробация работы

Материалы, вошедшие в диссертацию, докладывались на научных семинарах Института общей физики РАН, Института прикладной физики РАН, Института атомной энергии им. И. В. Курчатова, Университетов г. Киль (Германия), г. Бохум (Германия) и г. Оберн (Алабама, США). Кроме того, результаты работы докладывались на Всероссийских, Всесоюзных и Международных конференциях: XX Всесоюзном съезде по спектроскопии (Киев, 1988), Всесоюзном совещании "Квантовая метрология и фундаментальные физические константы" (Ленинград, 1988), Семинаре по атомной спектроскопии (Ростов-Великий, 1990), V Всесоюзном совещании по диагностике высокотемпературной плазмы (Минск, 1990), VIII Всесоюзной конференции "Физика низкотемпературной плазмы" (Минск, 1991), XV Конференции "Фундаментальная атомная спектроскопия" (Звенигород, 1996), XVII и XXIV Звенигородских конференциях по физике плазмы и У ТС (Звенигород, 1990 и 1997), XV, XIX, XXI, XXIII International Conferences on Phenomena in Ionized Gases (Minsk, 1981; Belgrade, 1989; Bochum, 1993; Toulouse, 1997), VIII, X, XI European Sectional Conferences on the Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases (Greifswald, 1986; Orleans, 1990; St. Petersburg, 1992), IX International Conference on Spectral Line Shapes (Torun, Poland, 1988), XIV Summer School and International Symposium on the Physics of Ionized Gases (Sarajevo, 1988), VIII Topical Conference "Atomic Processes in Plasmas" (Portland, Main, USA, 1991), International Conference on LASERS '93 (Lake Tahoe, USA, 1993), IEEE International Conference on Plasma Science (Santa Fe, New Mexico, USA, 1994), V European Physical Society Conference on Atomic and Molecular Physics (Edinburgh,

1995), Trilateral Euregio Cluster Diagnostic Workshop (Jülich, Germany,

1995), Tagungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (Plasmaphysik -Innsbruck 1995, Rostock 1996; Quantenoptik - Jena 1996) [ Съезды немецкого физического общества по физике плазмы (Инсбрук 1995, Росток

1996) и по квантовой оптике (Йена 1996) ].

Основные результаты диссертации опубликованы в работах [Д1 - Д36]. О структуре диссертации.

Диссертация состоит из четырех глав. Первые две главы посвящены спектроскопическим методам диагностики электрических полей в плазме на основе эмиссионной спектроскопии атомов и молекул. Распределение материала по первым двум главам базируется на использовании двух различных классов квантовых систем (водородоподобные и нево-дородоподобные излучатели), эмиссионные спектры которых можно использовать для диагностики внутриплазменных электрических полей. К водородоподобным излучателям относятся атомы водорода, дейтерия, а также водородоподобные ионы. К неводородоподобным излучателям относятся все другие типы квантовых излучателей (атомов, ионов, молекул). Разделение излучателей на два больших класса (водородоподобные и неводородоподобные излучатели) обусловлено тем обстоятельством, что для водородоподобных излучателей имеет место дополнительное вырождение энергетических уровней по орбитальному квантовому числу (в пренебрежении тонкой структурой). Этим обусловлено существенное различие в эффекте Штарка для водородоподобных и не-водородоподобных излучателей. Например, в статическом электрическом поле с напряженностью порядка нескольких кВ/см расщепление спектральных линий атомов водорода линейно по напряженности поля. В то же время расщепление спектральных линий других атомов в таких электрических полях, как правило, квадратично по напряженности поля (если только не рассматривать переходы между высоковозбужденными состояниями атомов).

Третья глава диссертации посвящена лазерным методам диагностики электрических полей в плазме, базирующимся на спектрах поглощения и лазерно-индуцированной флюоресценции атомов и молекул. Четвертая глава диссертации посвящена практическому применению разработанных спектроскопических методов диагностики электрических полей в исследованиях лабораторной плазмы (с участием автора).

Единицы

В настоящей диссертации частота осциллирующего электрического поля часто выражается в спектроскопических единицах "см-1". Отметим, что частота 1 см-1 соответствует частоте 30 ГГц.

В теоретических разделах диссертации, если единицы измерений в аналитических формулах не указаны, то используются введенные Хар-три атомные единицы, в которых Н = е = те = 1. Для того, чтобы выразить физическую величину в единицах СГС, следует умножить эту величину, выраженную в атомных единицах, на коэффициент К, представляющий собой комбинацию постоянных е, те и имеющий необходимую размерность в единицах СГС. Например, если физическая величина имеет размерность длины, то К — %2/(е2те), если физическая величина имеет размерность напряженности электрического поля, то К = т\еьа если физическая величина имеет размерность энергии, то К — тее4/Й.2.

О понятии квазиэнергетических состояний и квазиэнергий

В настоящей диссертации при описании взаимодействия атомов (ионов, молекул) с осциллирующими электрическими полями широко используется базис волновых функций квазиэнергетических состояний (сокращенно "КЭС"). Такие квазиэнергетические состояния (а также соответствующие им квазиэнергии) были впервые введены в работах Зельдовича [74] и Ритуса [75]. Подробная характеристика квазиэнергетических состояний (а также соответствующих им квазиэнергий) содержится в книгах [76, 77]. Отметим, что квазиэнергетические состояния имеют аналогию с обычными стационарными состояниями атома, взаимодействующего с независящими от времени электрическими и/или магнитными полями.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Гавриленко, Валерий Петрович

Основные результаты диссертации опубликованы в работах [Д1 - ДЗб].

Автор глубоко благодарен Е. А. Оксу за многолетнее плодотворное сотрудничество при выполнении исследований в области спектроскопии плазмы.

Автор глубоко благодарен А. Г. Франк за поддержку и за плодотворное сотрудничество при решении проблем спектроскопической диагностики плазмы.

Автор искренне благодарит соавторов публикаций, использованных при написании диссертации; М. П. Брижинева, Д. А. Володько, С. В. Егорова, Б. Г. Еремина, Я. О. Исполатова, Н. И. Кирий, А. В. Кострова, В. А. Ранцева-Картииова, Ю. М. Шагаева.

Автор глубоко благодарен Директору Института экспериментальной физики II Рурского университета (г. Бохум, Германия) X. Шлютеру, Директору Института экспериментальной физики V Рурского университета Х.-И. Купце, а также сотрудникам Рурского университета 3. Маурманну и Г. Химмелю за поддержку и плодотворное сотрудничество в период исследовательской работы автора в Рурском университете.

Автор глубоко благодарен Фонду Александра фон Гумбольдта за предоставление исследовательской стипендии, позволившей автору провести цикл научных исследований в Рурском университете.

Данная диссертация выполнена в Научно-исследовательском центре по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) Госстандарта России. Автор глубоко благодарен за поддержку Директору НИЦПВ П. А. Тодуа и сотрудникам НИЦПВ.

Заключение

Таким образом, в настоящей диссертации разработан комплекс спектроскопических методов диагностики электрических полей в плазме. Разработанные методы могут быть использованы не только для измерения напряженности, но также и для измерения частотных и поляризационных характеристик электрических полей. В работе представлены результаты выполненных теоретических исследований модификации спектров спонтанного излучения и лазерно-индуцированной флюоресценции атомов, ионов, молекул под действием внутриплазменных электрических полей. Для многих плазменно-спектроскопических задач найдены решения, существенно выходящие за рамки стационарной теории возмущений (теории возмущений Рэлея-Шредингера) и нестационарной теории возмущений (теории возмущений Дирака) по взаимодействию с внутриплазменным электрическим полем. Указанные решения удалось получить, используя резонансное приближение (приближение вращающейся волны), адиабатическое приближение, принцип усреднения Боголюбова-Митропольского, процедуру численной диаго-нализации матрицы энергий и другие подходы. В диссертационной работе получены решения для ряда важных задач о расщеплении уровней энергии и спектральных линий излучения атомарного водорода под действием суперпозиции осциллирующего и статического электрических полей, а также статического магнитного поля. Эти решения были найдены благодаря тому, что гамильтониан взаимодействия атома водорода с вышеуказанными электрическими полями удалось свести к гамильтониану, описывающему взаимодествие атома водорода с двумя эффективными статическими полями: электрическим и магнитным. Это позволило воспользоваться известным решением для спектра атома водорода, полученным Демковым, Монозоном и Островским (см. ссылку [15] к Главе II). В результате были предложены новые спектроскопические методы диагностики относительно слабых осциллирующих электрических полей в ситуации, когда такие осциллирующие поля действуют в плазме на атомы водорода совместно с сильными квазистатическими полями (например, электрическими ионными микрополями).

Значительное место в диссертации занимают также лазерные методы диагностики электрических полей в плазме. В этих методах лазерное излучение используется, во-первых, для увеличения заселенности верхнего энергетического уровня атомов (молекул). Во-вторых, оно может модифицировать саму структуру энергетических уровней атома. Последний факт позволил выявить ряд новых плазменно-спектроскопических эффектов, перекрестным образом зависящих как от параметров лазерного поля, так и от параметров измеряемого вну-триплазменного электрического поля (например, эффект динамического штарковского сдвига резонансной частоты перехода), что можно использовать в диагностических целях.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Гавриленко, Валерий Петрович, 1998 год

1. Я. Б. Файнберг. Взаимодействие пучков заряженных частиц с плазмой. - Атомная энергия, 1961, Т. И, С. 313-335.

2. А. А. Рухадзе, JI. С. Богданкевич, В. Г. Рухлин, С. Е. Росинский. Физика сильноточных релятивистских пучков. М.: Атомиздат, 1980.

3. М. В. Незлин. Динамика пучков в плазме. М.: Энергоиздат, .1982.

4. Е. К. Завойский. Коллективные взаимодействия и проблема получения высокотемпературной плазмы. Атомная энергия, 1963, Т. 14, С. 57-65.

5. Л. М. Коврижных. Нелинейная теория токовой неустойчивости неизотермической плазмы. ЖЭТФ, 1966, Т. 51, В. 6, С. 17951810.

6. A.A. Галеев, Р. 3. Сагдеев. Токовые слои и аномальное сопротивление плазмы. В кн.: Основы физики плазмы. В двух томах. Дополнение ко второму тому. Под ред. A.A. Галеев а и Р. Судана. -М.: Энергоатомиздат, 1984.

7. С. И. Сыроватский. Токовые слои и вспышки в космической и лабораторной плазме. Вест. АН СССР, 1977, N 10, С. 33-44.

8. Б. Б. Кадомцев. Перезамыкание магнитных силовых линий. -УФН, 1987, Т. 151, С. 3-29.

9. С. Ю. Богданов, Н. П. Кирий, А. Г. Франк. Эволюция двумерных токовых слоев в линейных и нелинейных режимах. В кн.: Магнитное пересоединение в двумерных и трехмерных конфигурациях. Труды ИОФАН, Т. 51. - М.: Наука, 1996, С. 5-75.

10. В. П. Силин. Параметрическое воздействие излучения большой мощности на плазму. М.: Наука, 1973.

11. А. Г. Литвак. Динамические электромагнитные явления в плазме. В кн.: Вопросы теории плазмы. Вып. 10. - М.: Атомиздат,1980, С. 164-208.

12. В. Н. Цытович. Теория турбулентной плазмы. М.: Атомиздат, 1971.

13. А. Б. Михайловский. Теория плазменных неустойчивостей. М.: Атомиздат, Т. 1, 1975 г.; Т. 2, 1977 г.

14. Л. А. Арцимович, Р. 3. Сагдеев. Физика плазмы для физиков. -М.: Атомиздат, 1979.

15. Б. Б. Кадомцев. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1988.

16. А. А. Иванов. Физика сильнонеравновесной плазмы. М.: Атомиздат, 1977.

17. А. Ф. Александров, Л. С. Богданкевич, А. А. Рухадзе. Основы электродинамики плазмы. М.: Высшая школа, 1988.

18. В. В. Аликаев. ВЧ и СВЧ методы нагрева плазмы. В кн.: Итоги науки и техники. Сер. физика плазмы. Т. 1, Ч. 2. - М.: ВИНИТИ,1981, С. 80-99.

19. В. Е. Голант, В. И. Федоров. Высокочастотные методы нагрева плазмы в тороидальных термоядерных установках. М.: Энерго-атомиздат, 1986.

20. R. J. Groebner, К. H. Burrell, R. P. Seraydarian. Role of Edge Electric Field and Poloidal Rotation in the L-H Transition. Phys. Rev. Lett., 1990, V. 64, N 25, P. 3015-3018.

21. K. Ida, S. Hidekuma, Y. Miura, T. Fujita, M. Mori, K. Hoshino, N. Suzuki, T. Yamauchi, and JFT-2M Group. Edge Electric-Field Profiles of H-Mode Plasmas in the JFT-2M Tokamak. Phys. Rev. Lett., 1990, V. 65, N 11, P. 1364-1367.

22. W. Herrmann and Asdex Upgrade Team. Radial Electric Fields during L-to-H Transition and Edge-Localized Modes from Charge-Exchange diagnostics of Ripple-Trapped Particles. Phys. Rev. Lett., 1995, V. 75, N 24, P. 4401-4404.

23. Ю. П. Райзер. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987.

24. Г. Грим. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир, 1978.

25. Л. А. Вайнштейн, И. И. Собельман, Е. А. Юков. Возбуждение атомов и уширение спектральных линий. М.: Наука, .1979.

26. Ю. Л. Климонтович. Кинетическая теория электромагнитных процессов. М.: Наука, 1980, Гл. 9.

27. В. Визе. Ширина спектральных линий. В кн.: Диагностика плазмы. Под ред. Р. Хаддлстоуна и С. Леонарда. - М.: Мир, 1967, С. 218-262.

28. Г. Травинг. Уширение и сдвиг спектральных линий. В кн.: Методы исследования плазмы. Под ред. В. Лохте-Хольтгревена. - М.: Мир, 1971, С. 57-107.

29. В. С. Лисица. Штарковское уширение линий водорода в пдазме. -УФЫ, 1977, Т. 122, В. 3, С. 449-495.

30. В. И. Коган, В. С. Лисица, Г. В. Шолин. Уширение спектральных линий в плазме. В кн.: Вопросы теории плазмы. Вып. 13. - М.: Энергоатомиздат, 1984, С. 205-261.

31. Б. М. Смирнов. Физика слабоионизованного газа. М.: Наука, 1972.

32. В. И. Держиев, А. Г. Жидков, С. И. Яковленко. Излучение ионов в неравновеной плотной плазме. М.: Энергоатомиздат, 1986.

33. Л. А. Буреева, В. С. Лисица. Возмущенный атом. М.: ИздАТ, 1997.

34. N. Ryde. Atoms and Molecules in Electric Fields. Stockholm, Almqvist and Wiksell Intern., 1976.

35. Л. В. Горчаков, В. П. Демкин, И. И. Муравьев, А. М. Янчарина. Излучение атомов инертных газов в электрическом поле. Томск: Изд-во Томского университета, 1984.

36. Г. В. Шолин. Штарковское уширение спектральных линий водорода в турбулентной плазме. Докл. АН СССР, 1970, Т. 195, N 3, С. 589-592.

37. С. П. Загородников, Г. Е. Смолкин, Е. А. Стриганова, Г. В. Шолин. Измерение уровня турбулентности в бесстолкновитель-ной магнитно-звуковой ударной волне по штарковскому уширению бальмеровской линии Hp. Письма в ЖЭТФ, Т. 11, В. 10, С. 475478.

38. Я. Ф. Волков, В. Г. Дятлов, Н. И. Митина. Оптические исследования турбулентной плазмы. ЖТФ, 1974, T. XLIV, В. 7, С. 14481455.

39. Е. К. Завойский, Ю. Г. Калинин, В. А. Скорюпин, В. В. Шап-кин, Г. В. Шолин. Измерение электрических полей в турбулентной плазме по штарковскому уширению спектральных линий водорода. Докл. АН СССР, 1970, Т. 194, N 1, С. 55-58.

40. JI. П. Закатов, А. Г. Плахов, В. В. Шапкин, Г. В. Шолин. Измерение уровня шумов лэнгмюровских колебаний в системе плазма -пучок по штарковскому уширению спектральных линий водорода. Докл. АН СССР, 1971, Т. 198, N. 6, С. 1306-1309.

41. А. Б. Березин, Л. В. Дубовой, Б. В. Люблин. Измерение анизотропии электрических полей ионнозвуковой микротурбулентности в плазме мощного ВЧ разряда. ЖТФ, 1971, T. XLI, В 11, С. 23232326.

42. G. Е. Georgiou, Т. С. Marshall, P. G. Weber. Study of Turbulent Heating Effects in the High Beta Tokamak Torus II. Phys. Fluids, 1980, V. 22, N 10, P. 2085-2094.

43. Г. В. Шолин, E. А. Оке. Теория оптических поляризационных измерений спектра турбулентности в плазме. Докл. АН СССР, 1973, Т. 209, N 6, С. 1318-1321.

44. М. В. Бабыкин, А. И. Жужунашвили, Е. А. Оке, В. В. Шалкин, Г. В. Шолин. Поляризационный спектроскопический анализ шумов турбулентной плазмы, возникающих при аннигиляции встречных магнитных полей. ЖЭТФ, 1973, Т. 65, С. 175-187.

45. Е. Sarid, Y. Maron, L. Troyansky. Spectroscopic Investigation of Fluctuating Anisotropic Electric Fields in a High-Power-Diode Plasma. Phys. Rev. E, 1993, V. 48, P. 1364.

46. В. E. Мицук. Применение эффекта Штарка в переменном поле для измерения электрических полей в разряда на СВЧ. ЖТФ, 1958, Т. XXVIII, В. 6, С. 1316-1325.

47. В. Е. Мицук, М. Д. Козьминых, Н. В. Талалаева. Измерение электрического поля в сверхвысокочастотной плазме. Изв. АН СССР, Сер. физ., 1959, Т. 23, N 8, С. 1031-1035.

48. D. I. Blochinzew. Zur Theorie des Starkeffektes im ZeitveränderHchen Feld. Phys. Zs. Sow. Union, 1933, Bd. 4, S. 501-515.

49. A. Kamp, G. Himmel. Determination of rf Electric Field Strengths in Deuterium from Satellite Structure of Balmer Lines. Appl. Phys. B, 1988, V. 47, N 2, P. 177-185.

50. S. Hirsch, G. Himmel. The High-Frequency Stark Effect in the Balmer Line D-alpha. Z. Phys. D - Atoms, Molecules and Clusters, 1990, V. 16, N 1, P. 35-40.

51. H. Schlüter, S. Hirsch, G. Himmel. Line Profile Measurements in Microwave Produced Discharges. In: Proc. XII Intern. Conf. on Spectral Line Shapes, Toronto, Canada, 1994. - Spectral Line Shapes, 1994, V. 8, P. 28-29.

52. В. M. Шибков. Свободно локализованный импульсно периодический СВЧ-разряд в воздухе. Напряженность электрического поля в плазме. ТВТ, 1996, Т. 34, N 4, С. 525-530.

53. Е. В. Лифшиц. Об эффекте Штарка в высокочастотных стохастических полях в плазме. ЖЭТФ, 1967, Т. 53, В. 3, С. 943-952.

54. Е. А. Оке, Г. В. Шолин. О штарковских профилях водородных спектральных линий в плазме с ленгмюровской турбулентностью. ЖЭТФ, 1975, Т. 68, В. 3, С. 974-986.

55. А. И. Жужунашвили, Е. А. Оке. Методика оптических поляризационных измерений спектра ленгмюровской турбулентности плазмы. ЖЭТФ, 1977, Т. 73, В. 6, С. 2142-2155.

56. М. Baranger, В. Mozer. Light as a Plasma Probe. Phys. Rev., 1961, V. 123, N 1, P. 25-28.

57. H.-J.Kunze, H. R. Griem. Laboratory Observation of Plasma Satellites on the 2lP 41£> and 23P - 43D Lines of Helium. - Phys. Rev. Lett., 1968, V. 21, N 15, P. 1048-1052.

58. W. D. Davis. Spectroscopic Observations of Turbulence in a Fast Theta Pinch. Physics of Fluids, 1972, V. 15, N 12, P. 2383-P.2390.

59. F. R. Scott, R. V. Neidigh, J. R. McNally, W. S. Cooper III. Use of Optical Spectra to Measure Large Electric Fields in a Hot-Ion Plasma. J. Appl. Phys., 1970, V. 41, N 13, P. 5327-5329.

60. Y. S. Al-Shiraida, A. Hirose, H. M. Skarsgard. Spectroscopic Investigation of Plasma Turbulence. Canad. J. Phys. 1979, V. 57, N 6, P. 845-850.

61. W. S. Cooper, H. Ringler. Spectroscopic Measurement of High-Frequency Electric Fields in a Plasma by Observation of Two-Quantum Transitions and Spectral Line Shifts. Phys. Rev., 1969, V. 179, N 1, P. 226-237.

62. G. Bekefi, С. Deutsch. A Spectroscopic Look at Plasma Turbulence. -Comments Plasma Physics, 1976, V. 2, N 3, P. 89-96.

63. Э. А. Асмарян, Ю. JI. Климонтович. Уширение спектральных линий электронами в неравновесной частично ионизованной плазме. Оптика и спектроскопия, 1971, Т. 31, В. 1, С. 30-36.

64. Э. А. Асмарян, Ю. Л. Климонтович. К теории уширения спектральных линий в неравновесной частично ионизованной плазме. Вестник МГУ, 1974, N 3 (физика, астрономия), С. 273-281.

65. С. F. Burrell, H.-J. Kunze. Two-Photon Absorption and Stimulated Raman Scattering on Excited Helium Atoms in a Plasma. Phys. Rev. Lett., 1972, V. 29, N 21, P. 1445-1449.

66. J. Hildebrandt, H.-J. Kunze. Measurement of the Spectrum of Electric-Field Fluctuations in a Plasma by Laser-Fluorescence Spectroscopy. -Phys. Rev. Lett., 1980, V. 45, N 3, P. 183-186.

67. C. A. Moore, G. P. Davis, R. A. Gottscho. Sensitive, Nonintrnsive, In-Situ Measurement of Temporally and Spatially Resolved Plasma Electric Fields. Phys. Rev. Lett., 1984, V. 52, N 7, P. 538-541.

68. J. Derouard, N. Sadeghi. Effects of a Weak Electric Field on the Fluorescence of a Polar Molecule in AlH Electronic State: e-f zero Field Anticrossing in NaK (^П). Optics Commun., 1986, V. 57, N 4, P. 239-243.

69. В. H. Очкин, H. Г. Преображенский, H. Я. Шапарев. Оптогальва-нический эффект в ионизованном газе. М.: Наука, 1991.

70. Г. Л. Климчицкая, И. Н. Полушкин, Э. А. Свириденков. Внутрире-зонаторная лазерная диагностика плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1994.

71. Л. М. Биберман, В. С. Воробьев, И. Т. Якубов. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1982.

72. Д. Михалас. Звездные атмосферы. М.: Мир, 1982.

73. Ю. К. Земцов, А. Н. Старостин. Зависит ли вероятность спонтанного излучения от плотности и температуры. ЖЭТФ, 1993, Т. 103, В. 2, С. 345-373.

74. Я. Б. Зельдович. Квазиэнергия квантовой системы, подвергающейся периодическому воздействию. ЖЭТФ, Т. 51, В. 5, С. 1492-1495.

75. В. И. Ритус. Сдвиг и расщепление атомных уровней полем электромагнитной волны. ЖЭТФ, 1966, Т. 51, В. 5, С. 1544-1549.

76. Н. Б. Делоне, В. П. Крайнов. Атом в сильном световом поле. М.: Атомиздат, 1978.

77. Л. П. Рапопорт, Б. А. Зон, Н. Л. Манаков. Теория многофотонных процессов в атомах. М.: Атомиздат, 1978.1. Литература к Главе I1. А. й/ JL

78. Г. Грим. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир, 1978.

79. В. С. Лисица, В. И. Коган. Атомные процессы в плазме. В кн.: Итоги науки и техники. Сер. Физика плазмы, Т. 3. - М.: ВИНИТИ, 1982, С. 5-56.

80. Е. А. Оке. Спектроскопия плазмы с квазимонохроматическими электрическими полями. М.: Энергоатомиздат, 1990.

81. М. Baranger, В. Mozer. Light as a Plasma Probe. Phys. Rev., 1961, V. 123, N 1, P. 25-28.

82. H.-J.Kunze, H. R. Griem. Laboratory Observation of Plasma Satellites on the 2 XP 4 lD and 2 3P - 4 3D Lines of Helium. - Phys. Rev. Lett., 1968, V. 21, N 15, P. 1048-1052.

83. W. D. Davis. Spectroscopic Observations of Turbulence in a Fast Theta Pinch. Physics of Fluids, 1972, V. 15, N 12, P. 2383-2390.

84. F. R. Scott, R. V. Neidigh, J. R. McNally, W. S. Cooper III. Use of Optical Spectra to Measure Large Electric Fields in a Hot-Ion Plasma. J. Appl. Phys., 1970, V. 41, N 13, P. 5327-5329.

85. Y. S. Al-Shiraida, A. Hirose, H. M. Skarsgard. Spectroscopic Investigation of Plasma Turbulence. Canad. J. Phys. 1979, V. 57, N 6, P. 845-850.

86. W. S. Cooper, H. Ringler. Spectroscopic Measurement of High-Frequency Electric Fields in a Plasma by Observation of Two-Quantum Transitions and Spectral Line Shifts. Phys. Rev., 1969, V. 179, N 1, P. 226-237.

87. W. W. Hicks, R. A. Hess, W. S. Cooper. Combined Zeeman and High-Frequency Stark Effects with Applications to Neutral-Helium Lines Useful in Plasma Diagnostics. Phys. Rev. A, 1972, V. 5, N 2, P. 490507.

88. D. Prosnitz, D. W. Wildman, E. V. George. Laser-Induced Optical Satellite Line Profiles in a Helium Plasma. Phys. Rev. A, 1976, V. 13, N 2, P. 891-906.

89. N.J. Wiegart. High-Frequency Stark-Effect Measurements in Emission Spectroscopy. Phys. Rev. A, 1983, V. 27, N 4, P. 2114-2119.

90. P. Andrzejewski, J. vom Scheidt. Determination of Electric Field Strength in a Beam-Plasma Experiment. Plasma Physics and Controlled Fusion, 1986, V. 28, N IB, P. 371-386.

91. A. JI. Вихарев, О. А. Иванов, A. H. Степанов. Волна пробоя в самосогласованном высокочастотном поле в гелии. Физика плазмы, 1988, Т. 14, В. 1, С. 53-59.

92. В. М. Шибков. Свободно локализованный импульсно периодический СВЧ-разряд в воздухе. Напряженность электрического поля в плазме. ТВТ, 1996, Т. 34, N 4, С. 525-530.

93. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теория поля. М.: Наука, 1988.

94. P. Roman. Generalized Stokes Parameters for Waves with Arbitrary Form. Nuovo Cimento, 1959, Vol. 13, N 5, P. 2546-2554.

95. Л. А. Вайнштейн, И. И. Собельман, Е. А. Юков. Возбуждение атомов и уширение спектральных линий. М.: Наука, 1979.

96. И. И. Собельман. Введение в теорию атомных спектров. М.: Наука, 1977.

97. В. Н. Ораевский. Периодические волны в бесстолкновительной плазме. В кн.: Основы физики плазмы. Т. 1. Под ред. А. А. Га-леева и Р. Судана. - М.: Энергоатомиздат, 1983, С. 241-279.

98. Р. Дэвидсон. Кинетическая теория волн и неустойчивостей в неоднородной плазме. В кн.: Основы физики плазмы. Т. 1. Под ред. А. А. Галеева и Р. Судана. - М.: Энергоатомиздат, 1983, С. 443-502.

99. В. Е. Гол ант, В. И. Федоров. Высокочастотные методы нагрева плазмы в тороидальных термоядерных установках. М.: Энергоатомиздат, 1986.

100. G. Bekefi, С. Deutsch. A Spectroscopic Look at Plasma Turbulence. -Comments Plasma Phys., 1976, V. 2, N 3, P. 89-96.

101. С. А. Ахманов, Ю. E. Дьяков, А. С. Чиркин. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981.

102. С. М. Рытов. Введение в статистическую физику. М.: Наука, 1966.

103. W. С. Martin. Energy Levels of Neutral HeBum (4HeI). J. Phys. Chem. Ref. Data, 1973, V. 2, N 2, P. 257-265.

104. H.-J. Kunze, H. R. Griem, A. W. DeSilva, G. C. Goldenbaum, I. J. Spalding. Spectroscopic Investigation of Enhaced Plasma Oscillations in a High-Voltage Theta Pinch. Phys. Fluids, 1969, V. 12, N 12, P. 2669-2676.

105. JI. Шифф. Квантовая механика. M.: йзд-во иностр. лит., 1957.

106. А. М. Дыхне. Адиабатическое возмущение состояний дискретного спектра. ЖЭТФ, 1961, Т. 41, В. 4, С. 1324-1327.

107. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшид. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Наука, 1974.

108. А. С. Давыдов. Квантовая механика. М.: Наука, 1973.

109. J. Н. Shirley. Solution of the Schrodinger Equation with a Hamiltonian Periodic in Time. Phys. Rev., 1965, V. 138, N 4B, P. 979-987.

110. U. Rebhan. Investigation of the High-Frequency Stark Effect on Lithium Atoms by Laser-Induced Fluorescence. J. Phys. B: At. Mol. Phys., 1986, V. 19, N 23, P. 3847-3857.

111. И. В. Москаленко, Д. А. Щеглов. Лазерная флюоресценция в диагностике высокотемпературной плазмы. Состояние и перспективы. В кн.: Диагностика плазмы. Вып.7/ Под ред. М. И. Пергамента. - М.: Энергоатомиздат, 1990, С. 5-56.

112. W. S. Cooper, W. W. Hicks. Use of the High Frequency Stark Effect in Plasma Diagnostics. Phys. Lett., 1970, V. 33A, N 3, P. 188-189.

113. A. Palevsky, G. Bekefi. Microwave Emission from Pulsed Relativistic e-Beam Diodes. The Multiresonator Magnetron. Physics of Fluids, 1979, V. 22, N 5, P. 986-996.

114. A. H. Диденко, А. С. Сулакшин, Г. П. Фоменко, В. И. Цветков, Ю. Г. Штейн, Ю. Г. Юшков. Релятивистский магнетрон с импульсным напряжением микросекундной длительности. Письма в ЖТФ, 1978, Т. 4, В. 14, С. 823-826.

115. J. Benford. High Power Microwave Generators. In: Proc. XXI Intern. Conf. on Phenom. in Ionized Gases. Bochum, 1993, V. 3, P. 6-14.

116. D. Levron, G. Benford, D. Tzach. Electric Field Spectra beyond the Strong-Turbulence Regime of Relativistic Beam-Plasma Interactions. -Phys. Rev. Lett., 1987, V. 58, N 13, P. 1336-1339.

117. M. В. Кузелев, О. Т. Лоза, А. В. Пономарев, А. А. Рухадзе, П. С. Стрелков, Д. К. Ульянов, А. Г. Шкварунец. Спектральные характеристики релятивистского плазменного СВЧ-генератора. -ЖЭТФ, 1996, Т. 109, В. 6, С. 2048-2063.

118. И. 1П. Авербух, H. Ф. Перельман. Квазиэнергия и оптические спектры двухуровневой системы в низкочастотном поле произвольной силы. ЖЭТФ, 1985, Т. 88, В. 4, С. 1131-1146.

119. А. А. Харкевич. Спектры и анализ. М.: Физматгиз, 1962.

120. Г. В. Шолин, Е. А. Оке. Теория оптических поляризационных измерений спектра турбулентности в плазме. Докл. АН СССР, 1973, Т. 209, N 6, С. 1318-1321.

121. D. I. Blochinzew. Zur Theorie des Starkeffektes im Zeitveranderlichen Feld. Phys. Zs. Sow. Union, 1933, Bd. 4, S. 501-515.

122. В. Д. Русанов, А. А. Фридман. Физика химически активной плазмы. М.: Наука, 1984.

123. Ю. П. Райзер. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987.1. Литература к Главе II

124. D. I. Blochiiizew. Zur Theorie des Starkeffektes im zeitveränderlichen Feld. Phys. Zs. Sow, Union, 1933, Bd. 4, S. 501-515.

125. Д. Г. Яковлев. О спектроскопии турбулентной плазмы. ЖТФ, 1972, Т. XLII, В. 8, С. 1557-1565.

126. А. Б. Березин, Б. В. Люблин, Д. Г. Яковлев. Иследование турбулентности плазмы быстрого линейного тета-пинча по штарковско-му уширению спектральных линий дейтерия. ЖТФ, 1983, Т. 53, В. 4, С. 642-649.

127. Г. А. Лорентц. Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956.

128. В. Г. Левич. Курс теоретической физики. Т. 1. М.: Наука, 1969, Ч. III, § 12.

129. Г. В. Шолин. Штарковское уширение спектральных линий водорода в турбулентной плазме. Докл. АН СССР, Физика, 1970, Т. 195, N 3, С. 589-592.

130. Е. А. Оке. Спектроскопия плазмы с квазимонохроматическими электрическими полями. М.: Энергоатомиздат, 1990.

131. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшид. Квантовая механика. М.: Наука, 1974.

132. W. R. Rutgers, Н. W. Kalfsbeek. Calculations and Measurements of the Dynamic Stark Effect in Hydrogen. Z. Naturforsch., 1975, Bd. 30a, S. 739-749.1. M 5.И

133. M. Baranger, В. Mozer. Light as a Plasma Probe, Phys. Rev., 1961-, V. 123, N 1, P. 25-28.

134. A. Cohn, P. Bakshi, G. Kalmaii. Linear Stark Effect Due to Resonant Interactions of Static and Dynamic Fields. Phys. Rev. Lett. 1972, V. 29, N 6, P. 324-327. Corrigenda: Phys. Rev. Lett. 1973, V. 31, P. 620].

135. В. П. Гавриленко. Некоторые вопросы теории динамического эффекта Штарка в плазме. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - М.: МФТИ, 1993.

136. Б. В. Люблин, Д. Г. Яковлев, В. Ю. Ясевич. Штарковское уши-рение водородных линий La, Lp в плазме: резонанс между квазистатическим и гармоническим электрическими полями. ЖТФ, 1989, Т. 59, В. 2, С. 64-70.

137. Е. A. Oks, St. Boddeker, H.-J. Kunze. Spectroscopy of Atomic Hydrogen in Dense Plasmas in the Presence of Dynamic Fields: IntraStark Spectroscopy. Phys. Rev. A, 1991, V. 44, N 12, P. 8338-8347.

138. Ю. H. Демков, Б. С. Монозон, В. Н. Островский. Уровни энергии атома водорода в скрещенных электрическом и магнитном полях. ЖЭТФ, 1969, Т. 57, В. 4, С. 1431-1434.

139. М. В. Бабыкин, А. И. Жужунашвили, Е. А. Оке, В. В. Шапкин, Г. В. Шолин. Поляризационный спектроскопический анализ шумов турбулентной плазмы, возникающих при аннигиляции встречных магнитных полей. ЖЭТФ, 1973, Т. 65, С. 175-187.

140. Н. Б. Делоне, В. П. Крайнов. Атом в сильном световом поле. М.: Атомиздат, 1978.

141. S. H. A ut 1er, C. H. Townes. Stark Effect in Rapidly Varying Fields. -Phys. Rev., 1955, V. 109, N 2, P. 702-722.

142. С. Г. Раутиан, Г. И. Смирнов, A. M. Шалагин. Нелинейные резо-нансы в спектрах атомов и молекул. Новосибирск: Наука, 1979.

143. И. Р. Геккер. Взаимодействие сильных электромагнитных полей с плазмой. М.: Атомиздат, 1978.

144. В. В. Аликаев. ВЧ и СВЧ методы нагрева плазмы. В кн.: Итоги науки и техники. Сер. физика плазмы, Т. 1, Ч. 2. М.: ВИНИТИ, 1981, С. 80-99.

145. В. Е. Голант, В. И. Федоров. Высокочастотные методы нагрева плазмы в тороидальных термоядерных установках. М.: Энерго-атомиздат, 1986.

146. H. Н. Боголюбов, Ю. А. Митропольский. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1974.

147. Г. В. Шолин, Е. А. Оке. Теория оптических поляризационных измерений спектра турбулентности в плазме. Докл. АН СССР, 1973, Т. 209, N 6, С. 1318-1321.

148. С. Deutsch, G. Bekefi. Stark-Broadening Calculations of the Lyman-a Line in a Turbulent Plasma. Phys. Rev. A, 1976, V. 14, N 2, P. 854862.

149. M. Баранже. Уширение спектральных линий в плазме. В кн. Атомные и молекулярные процессы. Под ред. Д. Бейтса. - М.: Мир, 1964, С. 429-477.

150. И. И. Собельман. Введение в теорию атомных спектров. М.: Физ-матгиз. 1963.

151. В. Л. Гинзбург, А. А. Рухадзе. Волны в магнитоактивной плазме. -М.: Наука, 1975.

152. Ю. П. Райзер. Оптические разряды: Обзор. УФН, 1980, Т. 132, В. 3, С. 549-581.

153. Т. Ishimura. Stark Effect of the Lymann Alpha Line by a Rotating Electric Field. J. Phys. Soc. Japan, 1967, V. 23, N 2, P. 422-429.

154. В. С. Лисица. Атом водорода во вращающемся электрическом поле. Оптика и спектроскопия, 1971, Т. 31, В. 6, С. 862-865.

155. В. Dubreuil, В. Ranson, J. Chapelle. Effect of a Laser Beam on the H§ Line Emitted by a Low Pressure Hydrogen Discharge. Phys. Lett., 1972, V. 42A, N 4, P. 323-324.

156. P. Pignolet, A. Bouchoule, P. Davy, B. Dubreuil, P. Wackherr. Shifts of the n = 4 Hydrogen and 3 3D Helium Levels Induced by TEA C02 Laser Radiation. J. Physique - Letters, 1979, V. 40, N 17, P. L431-L434.

157. P. Pignolet, B. Dubreuil, P. Davy, J. Minard. Observation of Splitting and Optical Satellites on the H§ Line Due to Non-Resonant Interaction with a C02 Laser Radiation. J. Physique - Letters, 1981, V. 42, N 10, P. L205-L209.

158. В. И. Ритус. Сдвиг и расщепление атомных уровней полем электромагнитной волны. ЖЭТФ, 1966, Т. 51, В. 5, С. 1544-1549.

159. S. Pasternack, R. M. Sternheimer. Ail Orthogonality Property of Hydrogenlike Radial Functions. J. Math. Phys., 1962, V. 3, N 6, P. 1280.

160. И. И. Собельман. Введение в теорию атомных спектров. М.: Наука, 1977.

161. Б. Бете, Э. Солпитер. Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами. М.: Физматгиз, 1960.

162. Б. А. Зон, Н. Л. Манаков, Л. П. Рапопорт. Спектр водородоподоб-ного атома в поле лазерного излучения. Оптика и спектроскопия, 1975, Т. 38, В. 1, С. 13-19.

163. А. С. Давыдов. Квантовая механика. М.: Наука, 1973.

164. Е. В. Лифшиц. Об эффекте Штарка в высокочастотных стохастических полях в плазме. ЖЭТФ, 1967, Т. 53, В. 3, С. 943-952.

165. С.М.Рытов. Введение в статистическую физику. М.: Наука, 1966.i !1. Литература к Главе III

166. В. М. Акулин, В. П. Карлов. Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике. М.: Наука, 1987.

167. В. С. Летохов, В. П. Чеботаев. Нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения. М.: Наука, 1990.

168. R. Karplus, J. Sch winger. A Note on Saturation in Microwave Spectroscopy. Phys. Rev., 1948, V. 73, N 9, P. 1020-1026.

169. D. A. Evans, M. J. Forrest, M. G. Nicholson, D. D. Burgess, P. G. Carolan, P. Gohil. Advances in Laser Fluorescence Scattering with Balmer Series Dye Lasers. Rev. Sci. Instrum., 1985, V. 56, N 5, Pt. 2, P. 1012-1014.

170. Г. В. Горюшкин, Ю. В. Лазаренко, И. В. Москаленко, Д. А. Щеглов. Применение лазерной резонансной флюоресценции для исследования гелия в пристеночной плазме. Физика плазмы, 1986, Т. 12, N И, С. 1390-1393.

171. I. V. Moskalenko, D. A. Shcheglov. The Use of the Laser Induced Fluorescence Method in the Study of Helium-Like Carbon Ions in a Tokamak Plasma. Nucl. Fnsion, 1988, V. 28, N 1, P. 169-172.

172. P. Bogen, Ph. Mertens. Диагностика пристеночной плазмы методом лазерной флюоресценции в ВУФ-области. В кн.: Диагностика плазмы. Сб. статей. Вып. 5/ Под ред. М. И. Пергамента. - М.: Энергоатомиздат, 1986, С. 200-205.

173. В. С. Абрамов, В. С. Лисица. Определение концентрации примесей в горячей плазме по ширине линии лазерной флюоресценции. -Физика плазмы, 1977, Т. 3, В. 4, С. 799-804.

174. Р. А. Ахметжанов, И. Н. Полушкин, Я. И. Ханин, В. В. Язенков. Измерение локальных значений однородной ширины спектральной линии в плазме. Физика плазмы, 1984, Т. 10, В. 4, С. 865-869.

175. Yo. Arata, Sh. Miyake, H, Matsuoka. Saturation Behaviour of Balmer-Line Fluorescences in a Hydrogen Plasma. Japan. J. Appl. Phys., 1985, V. 24, N 10, Pt. 1, P. 1351-1355.

176. С. С. Бычков, P. С. Иванов, Г. И. Стоцкий. Определение локального эффективного заряда высокотемпературной плазмы с помощью резонансной флюоресценции. Физика плазмы, 1987, Т. 13, N 11, С. 1332-1340.

177. B.C. Лисица, С. И. Яковленко. Оптические и радиационные столкновения. ЖЭТФ, 1974, Т. 66, В. 1, С. 1550-1559.

178. В. С. Лисица, С. И. Яковленко. Нелинейная теория уширения и обобщение формулы Каплуса-Швингера. ЖЭТФ, 1975, Т. 68,1. B. 1, С. 479-492.

179. Э. Г. Пестов. Нелинейная квантовая теория оптических столкновений и контура спектральных линий. ЖЭТФ, 1984, Т. 86, В. 5,1. C. 1643-1654.

180. С. И. Яковленко. Радиационные столкновение атомов. Квант, электрон., 1978, Т. 5, N 2, С. 252-289.

181. Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш. Специальные функции. М.: Наука, 1977.

182. В. А. Коварский. Многоквантовые переходы. Кишинев: Штиин-ца, 1974.

183. И. Н. Полушкин, М. Ю. Рябикин, Ю. М. Шагиев, В. В. Язенков. Методика локальных измерений СВЧ полей в плазме по резонансной флюоресценции атомов водорода. ЖЭТФ, 1985, Т. 89, В. 5, С. 1648-1655.

184. H. Б. Делоне, В. П. Крайнов. Атом в сильном световом поле. М.: Атомиздат, 1978.

185. С. Cohen-Tannoudji. Atoms in Strong Resonant Fields. In: Aux Frontières de la Spectroscopic Laser. Ed.: R. Balian, S. Haroche. -Amsterdam: North-Holland, 1977, V. 1, P. 1-104.

186. С. Г. Раутиан, Г. И. Смирнов, A. M. Шалагин. Нелинейные резо-нансы в спектрах атомов и молекул. Новосибирск: Наука, 1979.

187. М. В. Федоров. Штарк-эффект в атоме водорода в присутствии резонансной волны. Квант, электрон., 1975, Т. 2, N 11, С. 24292432.

188. С. A. Moore, G. P. Davis, R. A. Gottscho. Sensitive, Nonintrusive, In-Situ Measurement of Temporally and Spatially Resolved Plasma Electric Fields. Phys. Rev. Lett., 1984, V. 52, N 7, P. 538-541.

189. R. A. Gottscho, M. L. Mandich. Time-Resolved Optical Diagnostics of Radio Frequency Plasmas. J. Vac. Sci. Technol. A, 1985, V. 3, N 3, P. 617-624.

190. M. L. Mandich, C. E. Gaebe, R. A. Gottscho. Time Resolved Fluorescence from Parity Mixed Rotational Energy Levels: Collisions vs Electric Field Effects. J. Chem. Phys., 1985, V. 83, N 7, P. 33493357.

191. J. Derouard, N. Sadeghi. Effects of a Weak Electric Field on the Fluorescence of a Polar Molecule in A1]! Electronic State: e-f Zero Field Anticrossings in NaK (^П). Optics Commun., 1986, V. 57, N 4, P. 239-243.

192. J. Derouard, N. Sadeghi. Application of the Stark Effect in NaK Molecule to Determination of the Local Electric Field in Plasmas. -IEEE Transactions on Plasma Science, 1986, V. PS-14, N 4, P. 515-517.

193. С. E. Gaebe, T. R. Hayes, R. A. Gottscho. Effect of Photodetachment on a Radio-Frequency Discharge through ВС1$. Phys. Rev. A, 1987, V. 35, N 7, P. 2993-3000.

194. H. Debontride, J. Derouard, P. Edel, R. Romestain, N. Sadeghi. Transient Current and Sheath Motion Following the Photoelectron-Initiated Avalanche in DC Glow Discharges. Phys. Rev. A, 1989, V. 40, N 9, P. 5208-5219.

195. M.-P. Alberta, J. Derouard. Two-Dimensional Mapping of the Electric Field Vector in Glow Discharges Using Laser Stark Spectroscopy of NaK. J. Phys. D: Appl. Phys., 1991, V. 24, P. 904-908.

196. JI. Д. Ландау, E. M. Лифшиц. Квантовая механика. M.: Наука, 1974.

197. M. H. Alexander. Collisional Effects in Stark Spectroscopy of Molecules in :П Electronic States. J. Chem. Phys., 1985, V. 83, N 7, P. 33403348.

198. К.-П. Хыобер, Г. Гердберг. Константы двухатомных молекул. М.: Мир, 1984.

199. С. А. Ахманов, Ю. Е. Дьяков, А. С. Чиркин. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981.

200. Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш. Специальные функции. М.: Наука, 1977.

201. Г. Грим. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир, 1978.

202. Е. А. Оке, Г. В. Шолин. О штарковских профилях водородных линий в плазме с низкочастотной турбулентностью. ЖТФ, 1986, Т. 46, В. 2, С. 254-264.1. Литература к Главе IV

203. М. Baranger, В. Mozer. Light as a Plasma Probe. Phys. Rev., 1961, V. 123, N 1, P. 25-28.

204. Б. Г. Еремин, А. В. Костров, А. Д. Степанушкин, Г. М. Фрайман. Параметрический нагрев электронов плазмы в высокочастотном поле миллимитрового диапазона. Физика плазмы, 1976, Т. 2, В. 3, С. 414-418.

205. М. P. Brizhinev, S. V. Egorov, В. G. Eremin, А. V. Kostrov, A. D. Stepanushkin. Measurement of Electric Field in Turbulent Plasma by the Method of Satellites of Forbidden Transitions in Helium. Journal de Physique, 1979, V. 40, C7-867 - C7-868.

206. W. S. Cooper, H. Ringler. Spectroscopic Measurement of High-Frequency Electric Fields in a Plasma by Observation of Two-Quantum Transitions and Spectral Line Shifts. Phys. Rev., 1969, V. 179, N 1, P. 226-237.

207. D. I. Blochinzew. Zur Theorie des Starkeffektes im Zeitveränderlichen Feld. Phys. Zs. Sow. Union, 1933, Bd. 4, S. 501-515.

208. Б. А. Оке, Ю. М. Шагиев. Спектроскопическая диагностика фиксированных и случайных фаз электрических полей и детальныерасчеты расщепления водородных линий в поле Во cos cot. Препринт ИПФАН N 76, Горький, 1983.

209. С. Ю. Богданов, Г. В. Дрейден, Н. П. Кирий, И. И. Комиссарова,

210. B. С. Марков, Г. В. Островская, Ю. И. Островский, В. Н. Филли-пов, А. Г. Франк, А. 3. Ходжаев, Е. Н. Шедова. Динамика плазмы в токовых слоях. Ч. I. Линейные режимы формирования токовых слоев. Физика плазмы, 1992, Т. 18, В. 10, С. 1269-1282.

211. А. Г. Франк. Формирование, эволюция и взрывное разрушение токовых слоев в плазме. В кн.: Вопросы физики плазмы и плазменной электроники. Труды ИОФАН, Т. 160. - М.: Наука, 1985,1. C. 93-121.

212. S. Yu. Bogdanov, A. G. Frank, V. S. Markov. Electrodynamic Forces aлd Plasma Conductivity inside the Current Sheet. In: Proc. XVII Intern. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Budapest, 1985. V. 1, P. 67-69.

213. H. П. Кирий, В. С. Марков, А. Г. Франк. Вспышка излучения многозарядных ионов в токовом слое. Письма в ЖЭТФ, 1988, Т. 48, В. 8, С. 419-421.

214. S. Bashkin, J. O. Stoner. Atomic Energy Levels and Grotrian Diagrams. V. 1. Amsterdam, Oxford, North Holland Publ. Co., New-York, American Elsevier Publ. Co. 1975.

215. M. J. Seaton. Quantum Defect Theory. Reports on Progress in Physics, 1983, V. 46, N 2, P. 167-257.

216. Г. Бете, Э. Солпитер. Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами. М.: Физматгиз, 1960.

217. В. С. Лисица, В. И. Коган. Атомные процессы в плазме. В кн.: Итоги науки и техники. Сер. Физика плазмы, Т. 3. - М.: ВИНИТИ, 1982, С. 5-56.

218. С. Г. Раутиан, И. И. Собелъман. Влияние столкновений на допле-ровское уширение спектральных линий. УФН, 1966, Т. 90, С. 209.

219. И. M. Гайсинский, E. А. Оке. Новый подход к эффекту появления запрещенных спектральных линий в плазме. Физика плазмы, 1986, Т. 12, В. 1, С. 114-119.

220. Е. А. Оке, Г. В. Шолин. О штарковских профилях водородных линий в плазме с низкочастотной турбулентностью. ЖТФ, 1986, Т. 46, В. 2, С. 254-264.

221. Г. И. Долгачев, JI. П. Закатов, Ю. Г. Калинин, А. С. Кингсеп, М. С. Нитишинский, А. Г. Ушаков. Эффект аномального сопротивления в плазменном прерывателе тока. Физика плазмы, 1996, Т. 22, N 11, С. 1017-1022.

222. Г. Грим. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир, 1978.

223. С. A. Moore, G. P. Davis, R. A. Gottscho. Sensitive, Nonintrusive, In-Situ Measurement of Temporally and Spatially Resolved Plasma Electric Fields. Phys. Rev. Lett., 1984, V. 52, N 7, P. 538-541.

224. J. Derouard, N. Sadeghi. Effects of a Weak Electric Field on the Fluorescence of a Polar Molecule in AlIL Electronic State: e-f Zero Field Anticrossings in NaK В 1П. Optics Commun., 1986, V. 57, N 4, P. 239-243.

225. К.-П. Хыобер, Г. Герцберг. Константы двухатомных молекул. М.: Мир, 1984.

226. R. A. Gottscho, М. L. Mandich. Time-Resolved Optical Diagnostics of Radio Frequency Plasmas. J. Vac. Sci. Technol. A, 1985, V. 3, N 3, P. 617-624.

227. M. L. Mandich, С. E. Gaebe, R. A. Gottscho. Time Resolved Fluorescence from Parity Mixed Rotational Energy Levels: Collisions vs Electric Field Effects. J. Chem. Phys., 1985, V. 83, N 7, P. 33493357.

228. J. Derouard, N. Sadeghi. Application of the Stark Effect in NaK Molecule to Determination of the Local Field in Plasmas. IEEE Transactions on Plasma Science, 1986, V. PS-14, N 4, P. 515-517.

229. C. E. Gaebe, T. R. Hayes, R. A. Gottscho. Effect of Photodetachment on a Radio-Frequency Discharge through BCI3. Phys. Rev. A, 1987, V. 35, N 7, P. 2993-3000.

230. H. Debontride, J. Derouard, P. Edel, R. Romestain, N. Sadeghi. Transient Current and Sheath Motion Following the Photoelectron-Initiated Avalache in DC Glow Discharges. Phys. Rev. A, 1989, V. 40, N 9, P. 5208-5219.

231. M.-P, Alberta, J. Derouard. Two Dimensional Mapping of the Electric Field Vector in Glow Discharges Using Laser Stark Spectroscopy of NaK. J. Phys. D: Appl. Phys., 1991, V. 24, P. 904-908.

232. R. W. Field, T. H. Bergeman. Radio-Frequency Spectroscopy and Perturbation Analysis in CS A1 II (v = 0). J. Chem. Phys., 1971, V. 54, N 7, P. 2936-2948.

233. M. H. Alexander. Collisional Effects in Stark Spectroscopy of Molecules in 2n Electronic States. J. Chem. Phys., 1985, V. 83, N 7, P. 33403348.

234. Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

235. Д1. В. П. Гавриленко. Физические основы спектроскопических измерений электрических полей в плазме. Инженерно-физический журнал, 1992, Т. 62, N 5, С. 753-757.

236. Д2. В. П. Гавриленко. Спектроскопический метод определения состояния поляризации осциллирующих электрических полей в плазме. ЖЭТФ, 1993, Т. 103, В. 2, С. 455-466.

237. ДЗ. В. П. Гавриленко. Физические основы поляризационно-спектроскопических измерений электрических и магнитных полей в ионизованных газах. Измерительная техника, 1992, N 11, С. 45-49.

238. Д4. А. P. Derevianko, V. P. Gavrilenko. Principle for Spectroscopic Determination of Statistical Characteristics of Fluctuating Electric Fields in Plasmas. In: Proc. XXI Intern. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Bochum, 1993, P. 413-414.

239. Д6. Е. A. Oks, V. P. Gavrilenko. On the Possibilities of Diagnosing Very Strong Oscillating Electric Fields in Plasma Using Neutral Helium Spectral Lines. In: Proc. XIV Intern. Symposium on the Physics of Ionized Gases, Sarajevo, 1988, P. 309-312.

240. Д7. Е. A. Oks, V. P. Gavrilenko. Drastic Influence of Plasma Quasi-Static Electric Fields on SateUites of Helium Forbidden Lines. Optics Communications, 1986, V. 56, N 6, P. 415-417.

241. Д8. D. A. Volod'ko, V. P. Gavrilenko, E. A. Oks. Calculation of Influence of Plasma Ions Quasistatic Microfields on Baranger-Mozer Type Satellites. In: Proc. IX Intern. Conf. on Spectral Line Shapes. Torun, Poland, 1988, P. A28.

242. Д9. V. P. Gavrilenko, E. A. Oks. On New Possibilities of Measuring Electric Fields in Plasmas Using Molecule Emission Spectra. Optics Communications, 1989, V. 69, N 5,6, P. 384-386.

243. Д10. V. P. Gavrilenko. Modification of Spectral Line Profiles of Hydrogen Due to the Impact Broadening and Dynamic Stark Effect in a Plasma. In: Proc. IX Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics. Saint-Petersburg, Russia, 1997, P. 61.

244. Д11. В. П. Гавриленко, E. А. Оке. Новый эффект в штарковской спектроскопии атомарного водорода: динамический резонанс. -ЖЭТФ, 1981, Т. 80, В. 6, С. 2150-2162.

245. Д13. В. П. Гавриленко, Е. А. Оке. Внутриштарковская спектроскопия кулоновских излучателей в плазме с квазимонохроматическим электрическим полем. Физика плазмы, 1987, Т. 13, В. 1, С. 39-50.

246. Д14. В. П. Гавриленко. Резонансные эффекты в спектроскопии атомарного водорода в плазме с квазимонохроматическим электрическим полем, находящейся в сильном магнитном поле. ЖЭТФ, 1988, Т. 94, В. 5, С. 88-97.

247. Д15. В. П. Гавриленко. Резонансная; перестройка квазистатических профилей спектральных линий водорода в плазме под влиянием неколлинеарных гармонических электрических полей. ЖЭТФ, 1991, Т. 99, В. 4, С. 1121-1132.

248. Д16. V. P. Gavrilenko, Е. A. Oks. The New Method of Local Measurements of an Amplitude-Angular Distribution of Low-Frequency Plasma Turbulence. In: Proc. XVII Interm. Conf. on Phenom. in Ionized Gases. Budapest, 1985, P. 1081-1083.

249. Д17. Д. А. Володько, В. П. Гавриленко. Спектр водородоподобного атома в статическом магнитном и осциллирующем электрическом полях. Оптика и спектроскопия, 1988, Т. 64, В. 2, С. 263-268.

250. Д18. V. P. Gavrilenko, Е. A. Oks. Theory of Stark Broadening of Quasienergy Levels and Corresponding Spectral lines of Hydrogen Atom in Plasmas. In: Proc. XIX Intern. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Belgrade, 19S9, P. 354-355.

251. Д19. E. A. Oks, V. P. Gavrilenko. Hydrogen Ion Spectrum in a Field of Effiptically Polarized Electromagnetic Radiation:

252. Diagnostics Possibilities for Tokamaks with UHF Heating. Optics Communications, 1983, V. 46, N.3,4, P. 205-208.

253. Д20. В. П. Гавриленко. Квазистатическое уширение спектральных линий в эллиптически поляризованном электрическом поле. Метрология, 1986, N 8, С. 52-58.

254. Д21. В. П. Гавриленко. Спектр водородоподобиого атома в поле высокочастотного электромагнитного излучения: аналитическое решение. ЖЭТФ, 1986, Т. 90, В. 3, С. 857-865.

255. Д22. В. П. Гавриленко. О новых возможностях диагностики электрических полей плазменной турбулентности по спектральным линиям водорода. Письма в ЖТФ, 1996, Т. 22, В. 20, С. 23-27.

256. Д23. V. P. Gavrilenko. Stark Profiles of Hydrogen Spectral Lines in Electric Fields of Plasma Turbulence. In: Proc. XXIII Intern. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Toulouse, 1997, Vol. IV, P. 82-83.

257. Д24. В. П. Гавриленко, E. А. Оке. Новый принцип лазерных измерений СВЧ полей в плазме. Письма в ЖТФ, 1984, Т. 10, В. 23, С. 14431446.

258. Д25. V. P. Gavrilenko, Е. Oks. Review on Laser-Induced Fluorescence Methods for Measuring RF- and Microwave Electric Fields in Discharges. In: Proc. 1994 IEEE Intern. Conference on Plasma Science. Santa Fe, New Mexico, USA, 1994, P. 188.

259. Д26. V. P. Gavrilenko, E. Oks. Novel Principle for a Tunable Amplification of Microwaves Driven by a Laser Radiation. Physical Review Letters, 1995, V. 74, N 19, P. 3796-3799.

260. Д27. V. P. Gavrilenko, E. Oks. Polarization of a Dipole Gas under a Resonant Interaction with a Strong Bichromatic Field. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 1995, V. 28, P. 1433-1441.

261. Д28. В. П. Гавриленко, E. А. Оке. Резонансы в полихроматическом поле с сильными низкочастотными компонентами. В кн.: Процессы во внутренних атомных оболочках. - М.: Научный совет по спектроскопии АН СССР. 1986, С. 213-221.

262. Д29. В. П. Гавриленко. Дазерно-флюоресцентная спектроскопия атомарного водорода в присутствии СВЧ волны: плазменно-диагностические возможности. Физика плазмы, 1989, Т. 15, В. 1, С. 90-96.

263. ДЗО. V. P. Gavrilenko. Theory for Diagnostics of Oscillating Electric Fields in a Plasma on the Base of Fluorescence Spectroscopy of Diatomic Molecules. Physica Scripta, 1996, V. 53, N 1, P. 37-40.

264. Д31. В. П. Гавриленко, E. А. Оке. Новый принцип измерений квазимонохроматических полей в низкотемпературной плазме на основе возбуждения молекулярной флюоресценции. Метрология, 1988, N 3, С. 57-61.

265. ДЗЗ. В. П. Гавриленко, E. А. Оке, В. А. Ранцев-Картинов. Обнаружение и анализ осциллирующих электрических полей в периферийной плазме токамака на основе нового спектроскопического эффекта. Письма в ЖЭТФ, 1986, Т. 44, В. 7, С. 315-317.

266. Д34. A. G. Frank, V. P. Gavrilenko, Ya. О. Ispolatov, N. P. Kyrie, E. Oks. Anomalous Electric Fields Inside a Dense Plasma of a Current Sheet. -Contributions to Plasma Physics, 1996, V. 6, N 6, P. 667-678.

267. JI35. S. Maurraanri, EL-J. Kiia^e, V, P. Gavrilenko, E. Oks. Effect of an Electric Field and Collisions on the Laser-Induced Fluorescence of CS Molecules. ~ Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 1996, V. 29, P. 25-34.

268. S. Maurmann, V. P. Ga.vriIen.ko, II.-J. Kunze, E. Oks. Use of Fluorescence Spectroscopy of CS for Measurements of Electric Fields in a Discharge Plasma. Journal of Physics D: Applied Physics, 1996, V. 29, P. 1525-1531.1