等离子体喷束及其光谱诊断的研究

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1、华东师范大学博士学位论文等离子体喷束及其光谱诊断的研究姓名：孙殿平申请学位级别：博士专业：光学指导教师：刘煜炎20080601当放电峰峰电压VPP大于9．6kV时，氮离子分子以脉冲形式产生，且每个放电电压周期产生一次。此时监测交流放电电流上有一反向电流尖峰，该电流尖峰是等离子体喷束中氮离子分子惯性运动形成的，其强度与浓度调制光谱的强度成正比。根据浓度调制光谱的l∥矽检测，提出了一个理论模型，解释了上述现象，并得到了实验结果进一步证实。为了探讨交流放电发射光谱强度随不同电压和气体压强变化的机理，测量了玻

2、璃管中放电频率20kHz时氮气的介质阻挡放电光谱。实验记录了N2的c3n．广书3Ⅱ9357．7rim和N2+的B2∑l。+_-X2Y．g+391．4rim的跃迁谱线光谱强度随不同电压和气体压强变化规律。实验数据显示，保持气体压强p=130Pa不变，在电压较低时，光谱强度随电压增长较快，在电压较高时，光谱强度增长较慢；保持放电电压U--6．4kV不变，光谱强度随气压增长逐渐变小。根据电子和分子碰撞激发函数和电离函数，建立光强随放电参数变化的物理理论模型和公式，并对实验数据进行最小二乘拟合，拟合曲线与实验

3、结果符合较好，相关系数R>0．9。从而进一步明确了等离子体发射光谱强度随不同电压和气体压强变化的机理。利用浓度调制光谱技术测量甲醇交流放电分解产物的发射光谱，在300rim"-"700rim之间主要观测到激发态CO分子的B1∑+一A1HAngstrom跃迁带、激发态CH分子430rim附近的A2A—X2n跃迁带系和390rim附近的B2∑-_-X2Ⅱ跃迁带系以及CHO(329．82rim)、CH20(369．8rim)、CH30(347．8rim)、H(巴末耳线系)的发射谱线。通过光谱强度分析得到，C

4、O激发态B1矿的振动温度达1638K，CH激发态A2△的振动和转动温度分别为4200K和1100K。改变放电电压和样品气压，测量CO、CH和H的发射光谱强度的变化关系，发现增加放电电压或减少样品气压，CO(B1∑+)和n(656nm)的发射光谱强度比CH(A2A)发射光谱强度增加的快，从而进一步讨论了甲醇交流放电解离通道和产氢机制。关键词等离子体喷束光谱诊断；浓度调制光谱技术；氮分子；氮离子分子；氧分子；氧离子分子；CH分子：甲醇分子；电子激发温度；电子密度：振动温度；转动温度；电离函数，激发函数nA

5、bstractPlasmajetprovidedanewmethodforsynthesisofnewmaterials；itwasappliedinsurfacetreatmentofmetalsandsurfacecoating．Gaseousdischarge，asameanpathofobtainingplasma，playedamoreimportantroleinbothcivilandindustrialapplications．Accordingly,opticaldiagnostic

6、sasanon-intrusivemethodhasimportantfoundationandapplicationsignificanceintherelatedareaS．．Oneofthefocusesofthisdissertationistodescribetheemissionopticalspectroscopyoflowpressuredischargeplasmasandpresentsthelawsobservedbythecorrespondingprocessesinthep

7、lasmas．Somediagnosticmethodsbasedonplasmastatic-electricityandspectroscopyaretheoreticallyoutlinedatfirst，andthensomeinvestigationsaretheoreticallymadeontheapplicabilityofthediagnosticmethods．Asresultsoftheinvestigations，somenewanalyticaImethodsofvibrat

8、ion．rotationtemperaturearederivedfordifferentresolvedspectralandsomespectralsimulationwasmadebyrelevantcalculationprogramandanewdiagnosticmethodofdischargecharacteristicbasedonthe1f，2fdetectionofconcentrationmodulationhavebeenach