Лазерное рассеяние

k – вектор рассеяния

k=2k_isin = sin

Параметр Солпитера

α≤1 – рассеяние на свободном электроне (томсоновское рассеяние)

α≥1 – рассеяние на флуктуациях плотности

α= = ∙

D – радиус Дебая

Уширяется за счёт эффекта Доплера. Измеряя полуширину, мы получаем информацию о температуре плазмы и скорости электронов. Измеряя интенсивность, мы можем судить о плотности плазмы.

По ширине на полувысоте мы можем определить среднюю скорость электронов. А из средней скорости – температуру Т плазмы. Зная высоту можно найти концентрацию электронов.

Р ассмотрим параметр Солпитера . Чем больше , тем более выявлены пики. Центральный максимум обусловлен не на электронах, а на ионах.

В равновесном состоянии, когда Т_i=Т_эл скорость ионов будет меньше и пик будет уже.

Зависимость отношения площади сечения электронов к площади сечения ионов от .

Если есть магнитное поле Н, k близок к перпендикуляру к Н.

Тогда спектр Томсоновского рассеяния будет

Зная _Н, можно определить абсолютную величину Н. Зная глубину, можно определить направление Н.

Диэлектрическая проницаемость плазмы

Н_ на диэлектрическую проницаемость не влияет.

Любую линейную поляризацию можно представить как сумму двух круговых. Оказывается, что в формуле диэлектрической проницаемости “+” относится к правой поляризации, а “–“ к левой. Если пропустить линейную поляризацию через плоскость, и представить ее в виде суммы двух круговых, то диэлектрическая проницаемость для одной положительной  будет со знаком “+”, для другой со знаком “-”. Фазовая скорость двух поляризаций различны и на выходе линейная поляризация сместится на угол .

x – направление распространения излучения.

Это вращение называется Фарадеевским вращением плоскости поляризации.

Двухволновая интерферометрия.

В низкотемпературной плазме степень ионизации невысока. Так как температура низкая, то и энергия, а, следовательно, и скорость тоже низка.

Показатель преломления, определяемый атомами, определяется поляризуемостью, равной

- диэлектрическая проницаемость. – дипольный момент.

При распространении электромагнитной волны через плазму  меняется за счет того, что электроны начинают раскачиваться и излучать, изменяется фаза и оптическая длина пути.

Если раскладывать , то в первом приближении появится æ.

n_a-концентрация нейтральных атомов в плазме.

Если провести зондировку на двух длинах волн, то можно определить вклад электронной и нейтральной компоненты.

Для этого удобно использовать He-Ne лазер ₁=0,63 и ₂=3,39

На самом деле присутствует еще и третий член , где х – изменение длины пути в интерферометре, обусловленное колебаниями зеркал резонатора. Если х существенно, то необходимо написать третье уравнение.

Существует направление в кристалле, в котором для двух длин волн коэффициент преломления одинаков. Такой прибор называется дисперсионный интерферометр.