Открытый разряд, генерирующий электронный пучок: механизм, свойства и использование для накачки лазеров среднего давления

Дана качественная картина формирования электронных пучков (ЭП) при разряде в малых газовых промежутках с перфорированными электродами. Показано, что объемный заряд формирует катодное падение на длине порядка длины свободного пробега ионов. Свойства разряда, который в работе назван открытым (ОР), обусловлены преобладанием фотоэмиссии с катода над процессами размножения электронов в самом промежутке за счет интенсивной фотоподсветки из дрейфового пространства, что обеспечивает монокинетичность электронов в пучке. Расширены возможности использования ОР для получения ЭП, в частности реализован непрерывный режим генерации ЭП мощностью 0.4 кВт/см$^{2}$ при токе 0.2 А/см$^{2}$ и давлении гелия 5 кПа; в импульсном режиме получен ЭП при давлении до 50 кПа; получен ЭП с током до 300 А/см$^{2}$ при длительности 5 нс. Описан метод получения ЭП, формирующегося между сеточным катодом и внешним по отношению к разрядному промежутку объемным зарядом. Продемонстрирована перспективность использования ОР для накачки лазеров.