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《大气压氩气放电六边形斑图的电子激发温度研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷,第2期光谱学与光谱分析Vol26,No2,pp2282302006年2月SpectroscopyandSpectralAnalysisFebruary,2006大气压氩气放电六边形斑图的电子激发温度研究*刘书华,毛志国,李树锋,冉俊霞,董丽芳河北大学物理科学与技术学院,河北保定071002摘要采用特殊设计的气体介质阻挡放电实验装置,对大气压氩气放电六边形斑图的放电信号及激发光谱进行了测量。采用发射光谱强度比法,计算了放电丝呈六边形斑图时的电子激发温度。实验发现,随着驱动电压频率的升高,六边形
2、斑图的电子激发温度明显升高,各放电通道之间的放电时间相关程度提高。该工作对控制斑图的形成和研究斑图动力学具有重要参考价值。主题词斑图;介质阻挡放电;电子激发温度;时间相关性中图分类号:O4612文献标识码:A文章编号:10000593(2006)02022803的内径为65mm的柱形有机玻璃管内,管的两个端面玻璃引言作为介质,在两玻璃之间放入一个带有圆形孔径(直径为51斑图(Patterns)是在空间或时间上具有某种规律性的非mm)的玻璃片,厚度为15mm,圆形区域留有进气孔。气体均匀宏观结构,是一种典型的非线性自组织现象。它广泛存放
3、电在此圆形区域中进行。整个放电装置放置在有机玻璃做在于自然科学的众多领域,例如自然界中的动物体表花纹、成的反应室内,反应室两端留有石英做成的观察窗,用于拍流体对流斑图及化学反应图灵(Turing)斑图等。斑图动力学摄斑图照片和对光信号强度的测量,反应室侧面与放电间隙是非线性过程研究的一个重要领域。常见的研究斑图动力学相对的地方还开有一个石英窗,用于收集从放电间隙发出的的系统有瑞利班纳对流系统、化学反应扩散系统、法拉第系光谱信号,在实验中用一组透镜将放电间隙发出的光信号会统[1]。介质阻挡放电(dielectricbarrierdischarge简称DBD)聚到
4、单色仪(WSD8型,波长范围200~800nm)的入射狭是一种典型的交流气体放电,它通常是由两个平行电极组缝,单色仪将光谱信号输入计算机进行存储和处理。驱动电成,其中至少有一个覆盖上电介质,当两极之间加上交流高压使用高压高频交流电源,电压调节范围0~30kV,频率调压后,两极间的气体击穿形成放电。近些年发现介质阻挡放节范围40~80kHz。放电气体为一个大气压,纯度为电系统中气体放电丝在适当的控制参数条件下可以自组织形9999%的氩气。流量为15slm[1m(15s)-1]。[2,3]成丰富的斑图形式,相对于其他研究斑图动力学的系统(比如对流和化学反应
5、系统)而言,DBD系统形成斑图所需时间短,且可视性好,因此它是研究斑图动力学的一个比较理想的系统。搞清介质阻挡放电斑图的形成过程和条件,不仅对气体放电动力学基础研究具有重要意义,而且有望应用在信息处理、材料的局域生长等方面。本工作采用特殊设计的介质阻挡放电装置,利用光谱方法对大气压氩气介质阻挡放电中形成六边形斑图的电子激发温度进行了测量,实验发现,在不同频率下,形成六边形斑图的电子激发温度不同,频率越高,所需要的电子激发温度也越高。Fig1Experimentalsetup:HVhighvoltage1实验装置highfrequencypowersup
6、ply本工作所用实验装置如图1所示,电极浸在两个注满水收稿日期:20041106,修订日期:20050326基金项目:国家自然科学基金项目(10375015),教育部重点科学研究项目(02020)和河北省自然科学基金项目(A2004000086)资助作者简介:刘书华,1965年生,河北大学光学工程专业在读博士研究生*通讯联系人第2期光谱学与光谱分析229I1A1g12E1-E2=exp-2实验结果与讨论I2A2g21kTe式中g为相应谱线的上能级的统计权重,E是相应的上能级实验中,当电源电压
7、超过阈值时,气体击穿开始放电,激发能,A为相应的跃迁概率。实验中我们选用同一电离级继续升高电压,放电丝数量开始增加并变亮变细继而自组织次上的两条谱线76351nm(2P61S5)和77242nm(2P2形成六边形斑图,电压继续升高超过临界值六边形斑图开始1S3)进行计算得出,频率为40kHz时,随着电压的升高,六演化成其他结构斑图(准晶状斑图)。实验中,在驱动电压频边形斑图从出现到演变成其他结构斑图时电子激发温度为率分别为40,50,60kHz时,在200~800nm波长范围内对1280~1820K,频率为50kHz时,电子激发温度为2720氩气气体放电六边
8、形斑图进行了光谱扫描,同
