交流单针-板介质阻挡放电等离子参数空间分布研究

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1、第３４卷第４期光学学报Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．４２０１４年４月ＡＣＴＡＯＰＴＩＣＡＳＩＮＩＣＡＡｐｒｉｌ，２０１４交流单针－板介质阻挡放电等离子参数空间分布研究李永辉董丽芳（河北大学物理科学与技术学院，河北保定０７１００２）摘要通过氩气和空气中交流针－板介质阻挡放电的光谱，研究了在外加电压正半周流注放电的等离子发光强度、谱线宽度、电场强度在放电通道内从针到板的空间分布情况，分析了介质板的存在对等离子参量空间分布的影响。通过对氩气放电光谱中７６３ｎｍ和７７２ｎｍ两条谱线强度研究发现，沿着放电通道从针到板等离子发光强度在针尖附近先增大后减小，在平板电极附近又迅速增大。通过研

2、究氩气放电中６９６．５４ｎｍ谱线的展宽发现，谱线宽度在平板电极附近最大。通过空气放电光谱中氮分子离子线（３９１．４ｎｍ）和氮分子谱线（３９４ｎｍ）的强度比，计算了放电通道中电场强度的分布，发现沿着放电通道从针到板电场强度先减小后增大。研究发现，介质板的存在对于放电等离子参数的空间分布有着重要影响。关键词光谱学；等离子光谱；针－板放电；谱线宽度；电场强度中图分类号Ｏ４６１．２；Ｏ４３３．４文献标识码Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＡＯＳ２０１４３４．０４３０００１ＳｔｕｄｙｏｆＰｌａｓｍａＰａｒａｍｅｔｅｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎＡｌｔｅｒｎａｔｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔＮｅ

3、ｅｄｌｅｔｏＰｌａｔｅＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＢａｒｒｉｅｒＤｉｓｃｈａｒｇｅＬｉＹｏｎｇｈｕｉＤｏｎｇＬｉｆａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ０７１００２，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｏｐｔｉｃａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒａａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅｈａｌｆｃｙｃｌｅｉｎａｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｄｒｉｖｅｎｎｅｅｄｌｅｔｏｐｌａｔｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｂａｒｒｉｅｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｉｎａｒｇｏｎａｎｄａｉｒ，ａｎｄｔｈｅｓｐ

4、ａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｆｒｏｍｎｅｅｄｌｅｔｏｐｌａｔｅｉｎｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｈａｎｎｅｌｏｆｐｌａｓｍａｌｕｍｉｎｏｕｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｓｐｅｃｔｒｕｍｗｉｄｔｈａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｌａｔｅｏｎｔｈｅｐｌａｓｍａｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆｔｗｏｌｉｎｅｓｏｆ７６３ｎｍａｎｄ７７２ｎｍｏｆａｒｇｏｎｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｐｅｃｒｔｒｕｍ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄ

5、ｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｒｏｍｎｅｅｄｌｅｔｏｐｌａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｎｅａｄｌｅ，ｗｈｉｌｅｉｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｒａｐｉｄｌｙａｒｏｕｎｄｔｈｅｐｌａｔｅ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｔｒｕｍｗｉｄｔｈ（６９６．５４ｎｍ）ｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｗｉｄｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｏｍａｘｉｍｕｍａｒｏｕｎｄｔｈｅｐｌａｔｅ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｎｓ

6、ｉｔｙｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｏｎｌｉｎｅｏｆ３９１．４ｎｍｔｏｎｉｔｒｏｇｅｎｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｉｎｅｏｆ３９４ｎｍｉｎａｉｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｄｅｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｓａｌｏｎｇｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｈａｎｎｅｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｌａｔｅｐｌａｙｅｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｌａｓｍａｐａｒａｍｅｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｐｅｃｔｒｏｓ

7、ｃｏｐｙ；ｐｌａｓｍａｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ；ｎｅｅｄｌｅｔｏｐｌａｔｅｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ｓｐｅｃｔｒｕｍｗｉｄｔｈ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈＯＣＩＳｃｏｄｅｓ０１０．１２９０；３００．２１４０；３００．３７００；３００．６３５０［１－３］１引言等领域。ＤＢＤ放电一般包含大量放电单元，为介质阻挡放电（ＤＢＤ）是产生低温等离子体的一了研究单个放电单元的性质，很多研究者对针－板［４］［５］种重要手段，目前被广泛应用于臭氧产生、材料处理放电进行了研究。２００３年，Ｒａｄｕ等在针－板收稿日期：２０１３－１１－１１；收到修改稿日期：２０１３－