真空系統(tǒng)中的高頻放電

高頻放電就是當兩個電極間有高頻交變電場存在時所引起的放電形式。當放電管兩端加上交變電壓時，氣體中的電子和正離子便在交變電場作用下產(chǎn)生附加的諧振動。因正離子質(zhì)量比電子大得多，諧振動振幅很小。當頻率較低，諧振動的振幅遠大于兩極間的距離時，電子在每個半周期中都經(jīng)過崩潰、放電、熄滅的全過程，這時的放電情況和直流情況一樣。當頻率較高時，諧振動的振幅遠小于兩極間的距離時，由于電子不斷地來回運動，其電離能力將大大加強。因電子諧振動的振幅很小，進人電極的電子數(shù)量將大大減少。這樣保證氣體自持放電的電子將不再由電極產(chǎn)生的二次電子來提供，而是由電子來回運動時由電離產(chǎn)生的電子來提供。這時雖然也有少量正離子、光子轟擊電極產(chǎn)生二次電子，但由于兩個電極的極性不斷發(fā)生變化，二次電子的振動方向有時與進人電極的電子流方向相同，有時相反。因此它對保證自持條件并不有利。

這種高頻放電，只要有高頻電場便可形成，不***僻要電極，所以一般又稱無極放電。無極放電不僅能在交變的電場下形成，而且可以在交變磁場下形成。因交變磁場能產(chǎn)生禍旋電場，氣體中由于殘余電離產(chǎn)生的電子在渦旋電場的作用下圍繞磁力線作加速運動，由此產(chǎn)生大量電離。當磁場方向沿放電管的軸線方向時，渦旋電場將沿半徑方向逐漸減弱，電子的電離能力也沿半徑方向減弱，因而形成了沿半徑方向的電子與離子的濃度梯度。在濃度梯度的作用下，電子和離子從軸線向管壁擴散。由于電子擴散比離子快，擴散結果，在軸線處出現(xiàn)正電位，在管壁處出現(xiàn)負電位，這樣又產(chǎn)生了由軸線指向管壁的靜電場。因此，放電管中存在兩種電場，一是圍繞磁力線的渦旋電場，一是從軸線指向管壁的靜電場。電子在這兩個電場的同時作用下，一面圍繞軸線運動，一面向管壁擴展，結果形成一系列的同心光環(huán)。由于不同半徑上電子的能不同，激發(fā)的能級和數(shù)量不同，因此半徑不同的光環(huán)，具有不同的顏色。

高頻放電時的著火電壓是放電發(fā)生時加在電極上的交變電位差的振幅。這個電壓的振幅比直流放電的著火電壓低。高頻擊穿電場強度與氣壓有關。氣壓愈高，擊穿電場強度也愈大，擊穿時的頻率也愈高。高頻放電在雷達和脈沖技術方面有廣泛的應用。