氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响

利用介质阻挡放电实验系统测量了空气介质阻挡放电的发射光谱,研究了氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响.在280～500 nm波长范嗣内,发现了氮分子第二正带系N2(C3∏u-B3∏g)的谱线和氮分子离子的第一负带系N2+(B3∑u+-X2∑g+)的谱线.在相同条件下加入10%氩气后,起始放电电压由26kV降低到23...     

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采用浓度调制光谱技术研究了连续交流放电产生的氮等离子体喷束。当放电峰峰电压VPP大于9.6kV时,氮离子以脉冲形式产生,每个放电电压周期产生一次。此时监测到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1f/2f检测结果,提出了一个理论模型,解释了上述现象。     

氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响

利用介质阻挡放电实验系统测量了空气介质阻挡放电的发射光谱,研究了氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响.在280～500 nm波长范嗣内,发现了氮分子第二正带系N2(C3∏u-B3∏g)的谱线和氮分子离子的第一负带系N2+(B3∑u+-X2∑g+)的谱线.在相同条件下加入10%氩气后,起始放电电压由26kV降低到23 kV,介质阻挡放电和发射光谱强度都增强,谱线的半宽明显加大.随氩气含量的增加,各个氮分子第二正带系谱线强度的变化趋势不同,而两条氮分子离子第一负带系谱线391.44和427.81 nm的光谱强度都是降低的.     

大气压空气脉冲流光放电等离子体发射光谱分析

在大气压条件下采用尖-尖电极放电系统得到了稳定的放电等离子体, 并应用发射光谱方法对放电等离子体进行了实验研究。等离子体发射光谱呈现连续谱背景迭加分立谱的形式。连续谱背景来源于放电等离子体内轫致辐射和复合辐射过程; 分立谱归属为N2 C3∏u →B3∏g , N+, N, O的荧光辐射。N+荧光辐射对应的上能级电子组态为2s22p(2P0)3p和2s22p(2P0)3d, 能级高度介于20 eV和23.6 eV之间。实验还结合时间分辨光谱技术, 对放电等离子体中N2(336.8 nm)、N+(500.5 nm)、N+(399.7 nm)荧光信号进行时间分辨测量。结果表明, N2(336.8 nm)荧光首先出现, N+(500.5 nm、399.7 nm)荧光同时产生, 且滞后N2(336.8 nm)荧光约25 ns。根据时间分辨测量结果和相关参考文献, 文章对放电等离子体中N+的生成通道进行了分析。     

接近速度对空气静电放电特性的影响

 通过理论分析和实验测量，研究了导体接近速度对空气放电的影响。理论计算了两导体相互接近时导体的自（互）电容系数、导体电势差、导体电势差随导体间的间隙（放电间隙）的变化率和导体电势差的时间变化率。实验研究了5 kV和10 kV放电电压下放电电流峰值和耦合电压峰-峰值随接近速度的变化关系。接近速度直接决定了空气击穿时导体电势差的时间变化率，同时也就决定了不同速度下的空气放电特性；接近速度影响了火花击穿的时间延迟，从而对空气放电产生了时间效应。     

大气压氩气/空气介质阻挡放电中分子振动温度

使用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气混合气体放电中,利用光谱方法测量了氮分子(C3Πu)的振动温度及其随空气含量的变化关系.计算中采用的是氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线,顺序带组有:△v=-1,△v=-2和△v=-3.结果表明:大气压介质阻挡放电中氮分子振动温度范围为1 938～2 720 K,振动温度随空气含量的增加几乎是线性增加的.该工作对研究介质阻挡放电中等离子体的动力学过程具有重要意义.     

介质阻挡放电中单个新型放电丝放电特征和光谱测量

在放电间隙较大(d=3.8mm)的介质阻挡放电(DBD)中,通过减小放电区域(S=1cm×1cm),首次观察到了单个新型放电丝。与其他实验小组所观察到的单个放电丝相比,该单个新型放电丝由体放电(VD)和沿面放电(SD)二部分构成,其放电稳定性和持续性极好。利用高速照相机和光谱仪,研究了单个新型放电丝在外加电压半周期单次放电中的放电特征和单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的等离子体状态。在高速照相机不同曝光时间条件下拍摄得到了单个新型放电丝端面和侧面放电的瞬时照片,并对其外加电压半周期单次放电的放电特征与辉光放电进行了对比。利用发射光谱法,采集了单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的氩原子763.26nm(2P6→1S5)和772.13nm(2P2→1S3)发射谱线,并通过两条谱线强度比法,估算出了相应的电子激发温度。实验结果得出:单个新型放电丝由体放电和沿面放电构成,且沿面放电在体放电四周呈枝状扩散;单个新型放电丝在外加电压半周期单次放电中与辉光放电特征相似,且在阴极呈现出漏斗状放电;氩原子谱线强度及其相应的电子激发温度从极板两端到中间均呈减小的变化趋势,表明单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的等离子体状态不同。     

介质阻挡放电中单个新型放电丝放电特征和光谱测量

在放电间隙较大(d=3.8 mm)的介质阻挡放电(DBD)中, 通过减小放电区域(S=1 cm×1 cm), 首次观察到了单个新型放电丝。与其他实验小组所观察到的单个放电丝相比, 该单个新型放电丝由体放电(VD)和沿面放电(SD)二部分构成, 其放电稳定性和持续性极好。利用高速照相机和光谱仪, 研究了单个新型放电丝在外加电压半周期单次放电中的放电特征和单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的等离子体状态。在高速照相机不同曝光时间条件下拍摄得到了单个新型放电丝端面和侧面放电的瞬时照片, 并对其外加电压半周期单次放电的放电特征与辉光放电进行了对比。利用发射光谱法, 采集了单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的氩原子763.26 nm(2P6→1S5)和772.13 nm(2P2→1S3)发射谱线, 并通过两条谱线强度比法, 估算出了相应的电子激发温度。实验结果得出: 单个新型放电丝由体放电和沿面放电构成, 且沿面放电在体放电四周呈枝状扩散;单个新型放电丝在外加电压半周期单次放电中与辉光放电特征相似, 且在阴极呈现出漏斗状放电;氩原子谱线强度及其相应的电子激发温度从极板两端到中间均呈减小的变化趋势, 表明单个新型放电丝侧面放电柱不同位置的等离子体状态不同。     

甲醇交流放电产物的光谱研究

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300～700 nm之间主要观测到激发态CO分子的B1Σ -A1дAngstrom跃迁带、激发态CH分子430 nm附近的A2△-X2д跃迁带系和390 nm附近的B2Σ-X2д跃迁带系以及CHO(329.82 nm),CH2O(369.8 nm),CH3O(347.8 nm),H(巴末耳线系)的发射谱线.通过光谱强度分析得到,CO激发态B1Σ 的振动温度达1 638 K,CH激发态A2△的振动和转动温度分别为4 200和1 100 K.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(B1Σ )和H(656 nm)的发射光谱强度比CH(A2△)发射光谱强度增加得快,从而进一步讨论了甲醇交流放电解离通道和产氢机制.     

氮气交流放电光谱强度和电压及气压的关系

利用浓度调制光谱技术,测量了玻璃管中放电频率20 kHz时N2的介质阻挡放电光谱.实验记录了N2的C3∏u-Bb∏g357.7nm和B2∑ u-X2 g391.4 nm的跃迁谱线光谱强度随小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=130 Pa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=6.4 kV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,并对实验数据进行数学拟合,拟合曲线与实验结果符合较好,相关系数R>0.9.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.     

Sub-Doppler bandwidth atomic optical filter

We demonstrate what is to our knowledge the first atomic optical filter that uses velocity selection to achieve a passband width that is less than the Doppler width of the filtering transition. A narrow-linewidth pump laser is used to induce circular birefringence in a narrow velocity class of atoms in a dense potassium vapor for 694-nm light resonant with the 4P(3/2)-6S(1/2) transition. The filter displays a single 170-MHz passband at a peak transmittance of 9.5%. The bandwidth is an order of magnitude lower than that of previously demonstrated atomic optical filters.     

Modeling of flowing gas diode pumped alkali lasers: dependence of the operation on the gas velocity and on the nature of the buffer gas

A simple, semi-analytical model of flowing gas diode pumped alkali lasers (DPALs) is presented. The model takes into account the rise of temperature in the lasing medium with increasing pump power, resulting in decreasing pump absorption and slope efficiency. The model predicts the dependence of power on the flow velocity in flowing gas DPALs and checks the effect of using a buffer gas with high molar heat capacity and large relaxation rate constant between the P_3/22 and P_1/22 fine-structure levels of the alkali atom. It is found that the power strongly increases with flow velocity and that by replacing, e.g., ethane by propane as a buffer gas the power may be further increased by up to 30%. Eight kilowatt is achievable for 20?kW pump at flow velocity of 20 m/s.     

二极管抽运铷蒸气激光的物理特性

结合激光微观动力学和热传学,充分考虑到发射激光时的各能级粒子数和热力学分布特性,建立了用于分析二极管抽运铷金属蒸气激光物理特性和增益腔内的温度分布模型,得到了抽运功率和激光输出、光-光转换效率及各物理参数之间的关系,分析了有效提高抽运能量吸收的具体措施,揭示了2P3/2和2P1/2两个精细能级之间的集居数弛豫对半导体抽运碱金属蒸气激光器(DPAL)物理特性的影响。结果表明:在设计不同用途DPAL时,必须要综合考虑各种因素,以确定相应的最佳结构参数。     

宽温度范围微型人眼安全激光器

报道了一种宽温度适应范围的微型化人眼安全激光器。采用中心波长940nm的二极管作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为被动调Q晶体,研究了微型激光器的结构和激光在宽温度范围下的输出特性。当泵浦能量9mJ,重复频率10Hz,泵浦脉宽5ms时,获得了单脉冲能量130μJ,脉宽5.5ns,峰值功率大于20kW的激光输出,光束质量因子为1.3。采用真空封装工艺,在-40~50℃温度范围内,自然冷却方式下激光器稳定输出,功率不稳定性波动小于5%。     

基于数值计算的斜流泵级性能改进

采用CFD数值模拟的方法对斜流泵级内部三维紊流流场进行计算,预测了其效率-流量、扬程-流量特性,并与实验结果进行了对比验证。根据得到的流场结果,通过斜流泵级水力尺寸改进-数值模拟分析的循环工作,在最终改进的斜流泵级预测流场中减少了泵内流场的漩涡运动,避免了出口回流的产生,削弱了叶顶间隙泄漏涡,提高了斜流泵级的效率,改进了能量特性,得到了斜流泵级改进前后流场与效率的对比。     

Subluminal and superluminal propagation in Er<Superscript>3+</Superscript> doped fiber Bragg grating

The method to pump the FBG written into an Er³⁺-doped optical fiber is proposed to decrease or increase the group velocity of a probing pulse based on the fact that a pump-induced process changes the refractive index and dispersion associated with the ⁴I_15/2-⁴I_13/2 transition in Er³⁺-doped optical fiber. The system equations are derived. The group velocity modification is numerically demonstrated and discussed with the effects of an optical pump power, fiber Bragg grating length, doping concentration of Er³⁺ ions, and modulation amplitude of the grating.     

小型复叠式空气源热泵采暖系统性能影响因素的实验研究

本文探讨了循环水流量﹑热水温度及环境温度等参数对小型复叠式空气源热泵采暖系统性能的影响。实验结果表明:在一定温度范围内,随着制取热水温度的升高,热泵的制热量逐渐降低,热泵的输入功率逐渐增大,系统COP呈下降趋势;当制取的热水温度相同、环境温度较高时,热泵的制热量、热泵平均COP值较高;在一定流量范围内,循环流量越大,热泵的制热能力越高,当制取热水的温度相同时,大循环流量下高温环路的压缩机排气温度越低,运行越稳定。     

“绿色”液体激光介质的热流场特性研究

选取掺钕四氟化钆钠(Nd3+:NaGdF4)纳米晶分散到二甲基亚砜作为"绿色"液体介质,构建单侧抽运和液体横流系统,使用ANSYS软件对液体介质稳定热流场分布进行模拟分析。结果表明:当流道形状、流动状态、壁面相同时,液体流场分布基本相同,泵浦光的频率对流场分布影响很小;液体介质入口的流速会影响流线分布,流速越快,流线越密;泵浦区域中,介质沿着液体流动方向温度逐渐升高;在液体流向变化小的区域,可获得较为均匀的温度分布。     

室温掺铒光纤放大器中实现参量控制无损耗光速减慢传输

本文对掺铒光纤放大器中的光速减慢传输系统进行深入研究,提出一种直接利用掺铒光纤放大器中抽运光 强度和掺铒光纤长度,通过优化控制参量来降低信号光强度损耗系数,从而可以实现无强度损耗光速减慢传输, 研究结果表明:当抽运光功率为3.5 mW时,信号光强度损耗系数近似为零;当抽运光关闭时,掺铒光纤长度为 0.1 m时,信号光强度损耗系数近似为零.     

基于中红外DFG光源的甲烷气体光谱检测方法研究

基于中红外光源的气体光谱检测是新的痕量气体监测与分析方法，在大气监测领域具有重要的应用。构建了一套基于中红外DFG光源的甲烷气体光谱检测系统。该系统以1 550 nm和1 060 nm波段可调谐半导体激光器作为基频光源，采用PPLN晶体作为差频非线性变频器件，实现了3.3 μm处的窄线宽可调谐中红外光源输出。实验结果表明，当PPLN晶体工作温度为99.5℃时，闲频光的输出功率为112 μW，差频转换效率达到1.246 mW/W2。晶体的温度接受带宽为4.3℃，泵浦光波长接受带宽为5.3 nm。在此基础上，分别利用直接吸收法和谐波检测法获得了3 028.751 cm-1处的甲烷气体吸收光谱和二次谐波检测信号。