Ø дифракцию електромагнітних хвиль,
Ø переломлення електромагнітних хвиль,
Ø багаторазове внутрішнє відбиття електромагнітних хвиль.
В реальних умовах виникає відображення радіохвиль від стінок вакуумної камери.
Частота плазмових (званих ще електростатичними або ленгмюровских) коливань (в Гц)
де nе - концентрація електронів, см -3.
У відсутності зовнішнього магнітного поля електромагнітні коливання з частотою f проходять крізь плазму, якщо f> f0 - При f ≤ fo відбувається «замикання» сигналу. Кожній частоті (або довжині хвилі) відповідає гранична концентрація електронів. Якщо сигнал певної частоти не проходить крізь плазму, концентрація електронів перевищує граничну. В даний час створена апаратура для СВЧ-діагностики забезпечує генерування електромагнітних коливань з довжиною хвилі порядку міліметра. Тому використання методу «замикання» або «відсічення» електромагнітного сигналу можливо лише тоді, коли концентрація електронів в плазмі не перевищує 10 14 см -3.
На малюнку 4.10-11.8. представлена принципова схема зондування плазми в хвильової зоні, коли відстань між випромінювачем і приймачем більше довжини хвилі. Ця схема дозволяє використовувати СВЧ - діагностику для визначення концентрації електронів.
Оскільки створити передають і прийомні тракти (канали; фіксованих розмірів для змінюються частот не представляється можливим), то використовують кілька незалежних каналів.
Застосування вузько радіохвиль дозволяє здійснювати зондування досить малих обсягів плазми і досліджувати локальний розподіл концентрації електронів.
Для отримання остросфокусірованних і вузько радіохвиль замість рупорних антен застосовують дзеркала у вигляді ділянок поверхні еліпсоїдів обертання або спеціальні лінзи.
На використанні дисперсії електромагнітних хвиль при проходженні їх через плазму заснований метод діагностики, який отримав назву методу мікрохвильового інтерферометра (або радіоінтерферометра). Фазова швидкість радіохвиль в плазмі залежить від концентрації електронів. Радіоінтерферометр, принципова схема якого показана на малюнку 4.10-11.9. дозволяє виміряти значення фазової швидкості по зрушенню фаз.
Радіоінтерферометричну метод є більш досконалим, ніж метод зондування в хвильової зоні. Якщо при заданій частоті зондуючого сигналу метод відсічення визначає тільки одну точку за концентрацією, то радіоінтерферометр допускає безперервний вимір концентрації електронів (за умови, що f> f0).
Розроблено також метод локації плазми. який заснований на вимірюванні фазового зсуву між падаючої і відбитої електромагнітними хвилями. Якщо застосовувати різні довжини хвиль, то можна отримати розподіл концентрації електронів. За ефектом Доплера можна визначити швидкість руху плазмового згустку.
Пасивний метод СВЧ-діагностики плазми призначений для визначення електронної температури. Метод заснований на вимірюванні інтенсивності власного радіовипромінювання плазми, яка відповідно до закону Релея-Джинса пропорційно електронної температурі.
4.10-11.6.Спектральная діагностика плазми.
Розглянемо застосування методів спектральної діагностики для визначення параметрів плазми.
У плазмі можливі три типи переходів: вільно-вільні, вільно-пов'язані і зв'язано-зв'язані. Першого типу переходів відповідає гальмівне випромінювання, другого - рекомбінаційних і третього - лінійчатим. Гальмівний і рекомбінаційних випромінювання дають безперервний, суцільний спектр. Випромінювання плазми в певних спектральних областях має лінійчатий, а в інших - безперервний суцільний спектр.
Якщо зовні є область більш холодного газу, то можлива поява молекулярних (смужчатих) спектрів. Часто ці спектри мають однакові довжини хвиль.
4.10-11.6.1.Определеніе температури плазми по відносній інтенсивності спектральних ліній.