Измерение поперечных профилей интенсивности молекулярного пучка

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Описан и верифицирован метод регистрации интенсивности в поперечном сечении молекулярного пучка. Предложена и испытана схема учета влияния фонового газа. Полученные результаты измерений в потоках аргона и азота продемонстрировали прямую зависимость формы и ширины поперечных профилей молекулярного пучка от числа Маха на входе в скиммер, а также среднего размера кластеров в условиях конденсирующихся сверхзвуковых струй.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. Е. Зарвин

Новосибирский государственный университет

Author for correspondence.
Email: zarvin@phys.nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2

В. В. Каляда

Новосибирский государственный университет

Email: zarvin@phys.nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2

E. Д. Деринг

Новосибирский государственный университет

Email: zarvin@phys.nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2

К. A. Дубровин

Новосибирский государственный университет

Email: zarvin@phys.nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 2

References

  1. Эстерман И. // УФН. 1947. Т. 32 (1). С. 89.
  2. Kantrowitz A., Grey J. // Rev. Sci. Instrum. 1951. V. 22 (5). P. 328. https://doi.org/10.1063/1.1745921
  3. Kistiakowsky G.B., Slichter W.P. // Rev. Sci. Instrum. 1951. V. 22 (5). P. 333. https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.1745922
  4. Рамзей Н. Молекулярные пучки. М.: ИЛ, 1960.
  5. Advances in Chemical Physics. Vol. X. Molecular Beams / Ed. by J. Ross. New York: Interscience, 1966.
  6. Luria K., Christen W., Even U. // J. Phys. Chem. A. 2011. V. 115. P. 7362. https://doi.org/10.1021/jp201342u
  7. Карпенко А.Ю., Батурин В.А. // Журнал нано- и электронной физики. 2012. Т. 4 (4). С. 04015.
  8. Bi H., Zhang Y., He Z., Zuo G., Cao B., Zhang J., Wu J., Cao Q., Wang X. // Vacuum. 2023. V. 214. 112228. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112228
  9. Зарвин А.Е., Шарафутдинов Р.Г. // ПМТФ. 1979. № 6. С. 107.
  10. Зарвин А.Е., Каляда В.В., Художитков В.Э. // Теплофизика и аэромеханика. 2017. Т. 24 (5). С. 691.
  11. Bossel U. // Archives of Mechanics. 1974. V. 26 (3). P. 355.
  12. Зарвин А.Е., Шарафутдинов Р.Г. Динамика разреженных газов. Новосибирск: Изд-во Института теплофизики СО АН, 1976.
  13. Zarvin A.E., Kalyada V.V., Madirbaev V.Zh., Korobeishchikov N.G., Khodakov M.D., Yaskin A.S., Khudozhitkov V.E. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2017. V. 45 (5). P. 819. https://doi.org/10.1109/TPS.2017.2682901
  14. Zarvin A., Yaskin A., Kalyada V., Dubrovin K. // J. Fluids Eng. 2022. V. 44 (7). 071204. https://doi.org/10.1115/1.4053372
  15. Zarvin A.E., Madirbaev V.Zh., Dubrovin K.A., Yaskin A.S. // Fluid Dynamics. 2023. V. 58 (8). P. 1668. https://doi.org/10.1134/S0015462823602747
  16. Dubrovin K.A., Zarvin A.E., Kalyada V.V., Yaskin A.S., Dering E.D. // Vacuum. 2023. V. 218. 112652. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112652
  17. Ashkenas H.Z., Sherman F.S. // Proc. of the 4th RGD Symposium. 1964. V. 2. P. 84.
  18. Hagena O. // Z. Phys. D. Atoms, Molecules and Clusters. 1987. V. 4. P. 291. https://doi.org/10.1007/BF01436638

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic representation of the measuring section of the LEMPUS-2 stand: 1 – expansion chamber, 2 – prechamber with nozzle, 3 – 4-component coordinate mechanism, 4 – skimmer, 5 – molecular beam detector, 6 – post-skimmer chamber, 7 – manual coordinate mechanism, 8 – ionization vacuum gauge, 9 – temperature sensor, 10 – flow controller, 11 – absolute pressure sensor.

Download (228KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Experimental values ​​of signal intensity across the nitrogen molecular beam at three distances x between the sonic nozzle No. 1 (Table 1) and the skimmer: 25 mm (1), 45 mm (2) and 60 mm (3); a – integral values, b – after subtracting the background signal.

Download (259KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Transverse intensity profiles of the molecular beam after normalization to unity at the maximum. The conditions are the same as in Fig. 2.

Download (120KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Transverse profiles of the molecular beam intensity at four distances x between the nozzle and the skimmer: 40 mm (1), 60 mm (2), 80 mm (3) and 100 mm (4). Argon, supersonic nozzle No. 2 (Table 1).

Download (118KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Comparison of results for different average cluster sizes: 1 – N₂, P₀ = 300 kPa, x = 60 mm; 2 – Ar, P₀ = 100 kPa, x = 60 mm; 3 – Ar, P₀ = 300 kPa, x = 60 mm.

Download (111KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences