Под высокочастотным (ВЧ) обычно понимают используемый в разрядной практике диапазон частот f = ω/2π ~ 1 ÷ 100 МГц. Все виды ВЧ разрядов можно разбить на две большие группы, различающиеся способами возбуждения ВЧ поля в разрядном объеме: индукционные и емкостные [8].

Индукционные методы основаны на использовании явления электромагнитной индукции, в результате чего линии возбужденного электрического поля оказываются замкнутыми, а само поле – вихревым. При емкостном способе ВЧ напряжение от генератора подается на электроды, линии электрического поля начинаются и заканчиваются на них, а поле является с большой степенью точности потенциальным.

Простейшая и наиболее распространенная схема индукционного разряда показана на рис. 1.а.

а)                    б)          в)                   г)                    д)

Рис. 1 Основные схемы возбуждения индукционного (а) и емкостных (б-д) разрядов: б – с плоскими оголенными электродами; в-с плоскими изолированными электродами; г – электроды вынесены за пределы разрядной камеры; д – одноэлектродный разряд (вторым «электродом» служит земля).

Через катушку-соленоид, которая может состоять из нескольких или даже одного витка, пропускают вырабатываемый генератором ВЧ ток. Магнитное поле тока, также переменное, внутри катушки направлено вдоль ее оси. Под его действием внутри индуцируется кольцевое электрическое поле, замкнутые линии которого концентричны с первичным ВЧ током. Это электрическое поле может возбуждать и поддерживать разряд в газе. Для этого внутрь соленоида помещают диэлектрическую трубку или сосуд, наполненные исследуемым газом при нужном давлении. Часто газ прокачивают по трубке, и тогда из нее вытекает плазменная струя. Индукционный разряд является безэлектродным.

Простейшие и широко распространенные схемы емкостного разряда показаны на рис. 1 (б и в). В сосуд с исследуемым газом при определенном давлении помещают два плоских параллельных электрода и к ним прикладывают напряжение от ВЧ генератора. Электроды могут быть одинаковыми, могут быть разных площадей, что бывает полезным для практических целей. Поскольку для переменного тока электрическая цепь проводников не обязательно должна быть замкнутой и может содержать непроводящие участки, электроды можно изолировать от проводящей разрядной плазмы диэлектриками, как показано на рис. 1.г.

Разряд между изолированными электродами (рис. 1.в, г) можно, как и индукционный, назвать безэлектродным в том смысле, что разрядная плазма не соприкасается с электродами. Если интересоваться сущностью физических процессов, то между схемами электродного (рис. 1.б) и «безэлектродного» (рис. 1.в, г) емкостных разрядов нет принципиальной разницы. В отношении определяющих процессов и металл, и диэлектрик, соприкасающийся с ионизированным газом ВЧ разряда, ведут себя одинаковым образом.

Индукционный способ обычно используют для поддержания ВЧ разряда при высоких давлениях (порядка атмосферного). Важнейшей областью применения индукционных ВЧ разрядов является создание чистой плотной низкотемпературной равновесной плазмы типа дуговой с давлением Р~1 атм. и температурой T~10000К. Индукционный ВЧ разряд используется для производства сверхчистых тугоплавких материалов, абразивных порошков и др.

Емкостный способ, как правило, применяют для поддержания ВЧ разрядов при средних (Р~1÷100Торр) и низких (Р~10^-3÷1Торр) давлениях. Плазма при этом получается слабо ионизированной, неравновесной, как плазма тлеющего разряда. ВЧ разряды среднего давления применяются для возбуждения СО₂-лазеров, а ВЧ разряды низкого давления – для ионного воздействия на материалы и другой плазменной технологии.

К группе емкостных следует отнести и так называемый одноэлектродный или факельный разряд. В этом случае в явной форме присутствует только один электрод, на который и подают ВЧ напряжение (рис. l.д). Около него зажигается разряд, который имеет вид плазменного факела. На самом деле в системе присутствует второй «электрод» – им служит земля или заземленные стенки камеры, с которыми факел, т.е. разрядная плазма, связан емкостным (реактивным) током. Поле в системе электрод – земля сильно неоднородное и подобно коронному разряду, который виден лишь у острия, где сконцентрировано поле. Разряд проявляется лишь в виде плазменного факела около электрода.