ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №11

УДК: 537.525

17-я Международная конференция

«Газоразрядная плазма и ее применения»

Екатеринбург, Россия, 8-12 сентября 2025

Методы запуска псевдоискрового разрядника
с узлом запуска на основе вспомогательного
тлеющего разряда

Н.В. Ландль, Ю.Д. Королев, О.Б. Франц, А.В. Болотов, В.О. Нехорошев

Институт сильноточной электроники СО РАН,
634055, Томск, пр. Академический 2/3

Статья поступила в редакцию 2 октября 2025 г.

Аннотация. Настоящая работа посвящена исследованию методов запуска отпаянного псевдоискрового разрядника с узлом запуска на основе вспомогательного тлеющего разряда в условиях, когда импульс запуска имеет отрицательную полярность. Показано, что схема питания и режимы поддержания вспомогательного разряда оказывают существенное влияние
на времена запаздывания срабатывания разрядника и разброс времен срабатывания. Дано объяснение причинам данного влияния. Выявлены схемы запуска и схемы питания вспомогательного разряда, для которых обеспечивается наносекундная стабильность срабатывания разрядника.

Ключевые слова: псевдоисковой разрядник, разряд с полым катодом, тлеющий разряд.

Финансирование: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-19-00405, https://rscf.ru/project/25-19-00405/.

Автор для переписки: Ландль Николай Владимирович, landl@lnp.hcei.tsc.ru

Литература

1. Korolev Y. D., Koval N. N. Low-pressure discharges with hollow cathode and hollow anode and their applications // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2018. – V. 51. – P. 323001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aacf10

2. Denisov V. V., Akhmadeev Y. H., Koval N. N. et al. The source of volume beam-plasma formations based on a high-current non-self-sustained glow discharge with a large hollow cathode // Phys. Plasmas. – 2019. – V. 26. – P. 123510. https://doi.org/10.1063/1.5126485

3. Abe S., Takahashi K., Mukaigawa S. et al. Comparison of plasma characteristics of high-power pulsed sputtering glow discharge and hollow-cathode discharge // Japan. J. Appl. Phys. – 2021. – V. 60. – P. 015501. https://doi.org/10.35848/1347-4065/abcd78

4. Koval N. N., Devyatkov V. N., Vorobyev M. S. Electron Sources with Plasma Grid Emitters: Progress and Prospects // Russ. Phys. J. – 2021. – V. 63. – P. 1651-1660. https://doi.org/10.1007/s11182-021-02219-3

5. Akishev Y., Aponin G., Karalnik V. et al. Three-electrode strongly overvoltage open discharge in D2 as an effective source of the high-current beam of runaway electrons with energy up to 25 keV // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2018. – V. 51. – P. 394003. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aad704

6. Akishev Y., Balakirev A., Karal'nik V. et al. On the Mechanism of Maintenance and Instability of the Overvoltage Low-Pressure Discharge Forming a High-Current Runaway Electron Beam // Russ. Phys. J. – 2017. – V 60. P. 1341-1345. https://doi.org/10.1007/s11182-017-1219-z

7. Sarkar M., Kumar N. Pseudospark Discharge-Based Electron Beam Sources: A Review // IEEE Trans. Plasma Sci. – 2024. – V. 52. – № 6. – P. 1966-1982. https://doi.org/10.1109/TPS.2024.3418467

8. Ryabchikov A. I., Dektyarev S. V., Korneva O. S. et al. Features of the Formation of Ultralow Energy High-Intensity Metal and Gaseous Ion Beams // IEEE Trans. Plasma Sci. – 2021. – V. 49. P. 2559-2566. https://doi.org/10.1109/TPS.2021.3083327

9. Qu D., Bleiner D. Extreme ultraviolet plasma spectroscopy of a pseudospark XUV source // J. Anal. At. Spectrom. – 2022. – V. 35. – № 9. P. 2011-2022. https://doi.org/10.1039/D0JA00215A

10. Bergmann K., Vieker J., Wezyk A. Investigations on the emission in the extreme ultraviolet of a pseudospark based discharge light source // J. Appl. Phys. – 2016. – V. 120. – № 14. – P. 143302. https://doi.org/10.1063/1.4964800

11. Rizakhanov R. N. Method for calculating an electron gun forming an axially symmetric beam // Journal of Radio Electronics. – 2024. – № 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.12.16

12. Захаров А. А., Потапов А. А., Швачко А. А. Влияние электронной температуры на распределение концентрации в поперечном сечении газоразрядной плазмы // Журнал радиоэлектроники. – 2022. – № 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.2.3

13. Банковский А. С., Захаров А. А., Потапов А. А. и др. Влияние тепловых потоков в газоразрядной плазме на ее электрические свойства // Журнал радиоэлектроники. – 2021. – № 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.7.2

14. Lamba R. P., Pal U. N., Meena B. L. et al. A sealed-off double-gap pseudospark switch and its performance analysis // Plasma Sources Sci. Technol. – 2018. – V. 27. – № 3. – P. 035003. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aaab80

15. Yan J., Shen S., Ding W. et al. A Miniaturized Sealed-Off Double-Gap Pseudospark Switch for High Power and High Repetition Rate Pulsed Discharge Applications // IEEE Trans. Ind. Appl. – 2023. – V. 59. – № 3. P. 3056-3066. https://doi.org/10.1109/TIA.2023.3247401

16. Korolev Y. D., Landl N. V., Frants O. B. et al. A sealed-off pseudospark switch with nanosecond stability of triggering // IEEE Trans. Electron Devices. – 2021. – V. 68. – № 9. – P. 4692-4697. https://doi.org/10.1109/TED.2021.3096182

17. Mishra A., Meena B. L., Lamba R. P. et al. Performance Evaluation of Ferroelectric Trigger Unit for Multigap Multiaperture Pseudospark Switch // IEEE Trans. Plasma Sci. – 2024. – V. 52. – № 9. P. 4606-4612. https://doi.org/10.1109/TPS.2024.3458997

18. Mehr T., Arentz H., Bickel P. et al. Trigger devices for pseudospark switches // IEEE Trans. Plasma Sci. – 1995. – V. 23. – № 3. – P. 324-329. https://doi.org/10.1109/27.402320

19. Sozer E. B., Gundersen M. A., Jiang C. Q. Magnesium-based photocathodes for back-lighted thyratrons // IEEE Trans. Plasma Sci. – 2012. – V. 40. – № 6. – P. 1753-1758. https://doi.org/10.1109/TPS.2012.2190829

20. Landl N. V., Korolev Y. D., Frants O. B. et al. Discharge formation in a trigger unit based on a breakdown over the dielectric surface in a cold-cathode thyratron // Rus. Phys. J. – 2022. – V. 65. – № 2. – P. 347–354. https://doi.org/10.1007/s11182-022-02642-0

21. Korolev Y. D., Landl N. V., Frants O. B. et al. Mechanism of triggering for the pseudospark switch with a trigger unit based on surface discharge // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2023. – V. 87. – P. S257–S261. https://doi.org/10.1134/S1062873823704713

22. Korolev Y. D., Landl N. V., Frants O. B. et al. Study of trigger mechanisms of a pseudospark switch configuration with a steady-state auxiliary glow discharge // Physics of Plasmas. – 2023. – V. 30. – P. 093501. https://doi.org/10.1063/5.0155949

23. Korolev Y. D., Landl N. V., Frants O. B. et al. Operating modes in a low-pressure glow discharge with hollow cathode // Plasma Sources Sci. Technol. – 2022. – V. 31. – № 7. – P. 074002. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac7902

Для цитирования:

Ландль Н.В., Королев Ю.Д., Франц О.Б., Болотов А.В., Нехорошев В.О. Методы запуска псевдоискрового разрядника с узлом запуска на основе вспомогательного тлеющего разряда. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.11.6