微空心阴极放电与高压辉光放电等离子体源

首先综述了微空心阴极放电的基本原理,然后详细论述了微空心阴极维持的辉光放电(MCSD)以及MCSD的放电参数对产生大体积高压辉光放电等离子体源的影响,最后论述了MCSD运行方式对产生高压辉光放电等离子体源的影响。     

微空心阴极放电及其应用

微空心阴极放电（MHCD）是指阴极孔径为亚毫米量级时的高气压辉光放电。本文介绍了微空心阴极放电的研究进展，分析了其光谱特性，最后讨论了它的应用前景。     

新颖的微空心阴极放电及其性质研究

介绍了微空心阴极放电(microhollow cathode discharge,简称MHCD)的特点,根据MHCD的基本结构设计了—种新的放电结构:它由一个电源和一个可变电阻器构成“微空心阴极维持的辉光放电”,MHCD作为放电的阴极,金属针作为放电的阳极。利用该放电结构进行了空气的放电实验,产生了高气压大体积高电流密度的辉光放电等离子体,用于工业上的多种等离子体加工中;如果用稀有气体放电则能够用来作为微型准分子激光器的增益介质。在200Torr气压下,获得了稳定的空气直流放电,等离子体中电子密度估计在1011到1012cm-3之间,测得放电电流范围;8mA-30mA。测得放电V-I特性曲线,它有典型的微空心阴极维持的辉光放电的特点.估计的气体放电温度为2000K左右。     

微空心阴极放电的仿真研究进展

微空心阴极放电是一种典型的非平衡高压微放电,可以在较低的放电电压下产生高浓度的稠密等离子体,研究潜力巨大.分析比较了目前主要的仿真模型:蒙特卡罗模型、流体模型、动力学模型(以粒子-蒙特卡罗模型为主)、混合模型和等效电路模型.这些模型均可以用于探索放电系统内部的发展规律:微空心阴极放电经历反常辉光放电、自脉冲和正常辉光放电三个阶段,最终达到放电稳态.其中自脉冲阶段等离子体密度达到峰值,是当前研究的热点.     

微空心阴极放电与准分子光源

微空心阴极放电是一种新颖的、非平衡、高气压辉光放电.综述了微空心阴极放电的基本原理;详细论述了微空心阴极放电中的准分子辐射,以及微空心阴极放电的放电方式(直流放电、脉冲放电、射频放电)对准分子辐射强度和效率的影响;最后论述了微空心阴极放电的运行方式(串联运行、并联运行)对准分子辐射的影响.     

外加磁场对微空心阴极放电的影响

采用C语言编程实现三维系综蒙特卡罗模型,外加磁场对微空心阴极放电的影响。研究结果显示,当气体压强和外加电压保持不变时,在微空心阴极放电系统中加入外部磁场后,对阴极方向上的电子密度分布变化不大,轴向和侧向上的电子漂移范围减小,电子能量向低能方向移动,但是外加磁场对高气压微空心阴极放电的影响整体上不如对低气压放电的影响明显。该研究结果对微空心阴极放电等离子体的机理研究具有一定的指导意义。     

微空心阴极放电试验用软开关电源的研究

微空心阴极放电（MHCD）是在普通空心阴极放电的基础上提出的一种高气压下亚毫米级微放电技术.将MHCD作为大体积辉光放电的外部电离源（即等离子体源）,可以解决高气压下大体积辉光放电不稳定的问题.在MHCD实验的基础上,研制出可对MHCD气体放电模式（连续/脉冲）和输出功率进行调控的开关电源.这种开关电源可以与单片机、微机等其他外部控制设备相连.该电源采用全桥软开关技术,串联谐振并联输出,4个MOSFET管为主控制元件,实现了高频工作,响应快速.脉冲模式工作时避免了开关管的硬开关,减小了高次谐波对电网干扰;无需镇流电阻也可实现气体稳定放电.     

空心阴极激光器放电特性的研究

本文对开槽式Ｃｕ空心阴极激光器的放电特性进行了研究，主要内容包括放电器的伏安特性和等离子体参量。本文采用双探针法测量电子温度与电子密度，在我们的实验条件下，测得空心阴极放电中电子温度为２￣３ｅＶ，电子密度为１０＾１２￣１０＾１３ｃｍ＾－３的数量级范围内，显然它们都高于正常辉光放电正柱区中这些参量的数值。     

脉冲放电的空心阴极灯光谱研究

在这篇报告中，我们研究了空心阴极灯脉冲放电条件下，铀、氖发射光谱的特征，并对其进行了定性的解释。另外，采用激光诱导荧光法测定了铀２３５二个能级的寿命。     

微放电阵列构成的直流平板等离子体显示技术

设计了一种新颖的放电结构,它是由“微空心阴极放电”与“封闭微空心阴极放电”串联,然后并联构成的微放电阵列。它产生的高气压高电流密度辉光放电等离子体能够用来制作平面等离子体显示或光源。利用该放电结构进行了空气直流放电实验,在2.7~66.7kPa的气压范围都能够产生稳定的直流放电。测量了气压p=27kPa时的伏安特性和电流I=9mA时的放电图。测得的伏安特性曲线在整个放电区域都具有正的微分电阻特性。估算的电流密度为63.7A/cm3;功率密度为3.44×103W/cm3;电子密度在1013cm-3量级。实验结果表明该结构能够用于直流平板等离子体显示。     

脉冲供电的空心阴极放电中电子的能量和密度

空心阴极放电具有电子能量大和密度高等优点,特别是脉冲供电的空心阴极放电,它能给出比直流供电的空心阴极放电中高好几个数量级的电子密度,而且高能电子的比例也很高。这对于激发原子的高激发态,尤其是获得双电子激发态是相当适合的。然而,目前对于脉冲供电的空心阴极放电,尤其是对极短波长受激辐射最重要的电子的能量和密度以及随放电参数变化的关系等问题,有待深入研究。 在一个脉冲供电的空心阴极放电装置上,用圆柱型双探针系统测量了氩气电子的能量和密度以及随放电参数变化的关系。并与直流放电的结果作了比较。发现在脉冲放电的条件下电子的密度比在直流放电的条件下约高4个数量级,而电子的能量提高约4～13eV。     

一种可获得均匀辉光放电的封离式直流横向激励气体放电结构的研究

找到了一种可用数百伏直流电源激励的封离式横向气体放电结构,充入CO_2工作气体进行实验,获得了较大体积的稳定的均匀辉光放电。从理论上估算了此种结构和传统的封离式结构中一定注入电功率下工作气体的最高温度,指出了降低该温度的途径。     

一种自热式阴极的横向放电特性

本文以石墨阴极为例介绍了一种自热式阴极的横向放电特性,指出热电子发射是该阴极的主要机理。     

Hydrogenation of HgCdTe epilayers on Si substrates using glow discharge plasma

Preliminary results of a study of the hydrogenation of HgCdTe epilayers grown by molecular beam epitaxy on Si substrates using a glow-discharge plasma are presented. The aim of the program is to employ H to passivate the detrimental opto-electronic effects of threading dislocations present in the HgCdTe epilayers. Secondary ion mass spectroscopy depth profiling has been performed to characterize ¹H and ²H incorporation. It has been found that H can be controllably incorporated in HgCdTe epilayers to levels in the 10¹⁴ cm⁻³ to 10¹⁸ cm⁻³ range while maintaining the sample at temperatures lower than 60°C. Profiles indicate that H accumulates in regions of known high defect density or in highly strained regions. Analysis of the H depth profile data indicates that the current density-time product is a good figure of merit to predict the H levels in the HgCdTe epilayer. There are progressive differences in the ¹H and ²H uptake efficiencies as a function of depth. Magneto-Hall measurements show consistently higher mobilities at low temperatures for majority carriers in hydrogenated samples.     

纯铜双层辉光离子渗钛组织形成机理及性能分析

采用双层辉光离子渗金属技术对纯铜进行了渗钛处理。用配有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪和透射电子显微镜对合金层的显微组织形貌、钛含量分布、相组成及相结构类型进行了观察与测定，对合金层的形成机理进行了探讨，并对其性能进行了对比测定。结果表明：渗钛层由合金层和扩散层组成，合金层主要由TiCu (Cu)固溶体 TiCu4构成，TiCu4为Dla型有序相，TiCu为B2型有序相，扩散层为(Cu)固溶体。渗钛处理后纯铜的表面得到显著强化。     

紫外预电离TE(A)CO2激光器自持辉光放电的阻抗计算

提供了一个理论计算紫外预电离TE（A）CO2激光器自持辉光放电的放电阻抗的方法,并以脉冲形成网络（PPN）放电TE（A）CO2激光器粉列,计算了其自持辉光放电“准稳态”阶段的放电阻抗随激光混合气气压的变化情况。     

空心阴极灯中激光泵浦铥原子荧光谱的测量

在铥空心阴极灯中,用波长分别为567.584,571.579,576.020,576.429,589.563及597.126nm的激光泵浦铥原子,对应各泵浦波长在371～684nm谱区内观察到相同的约74条荧光谱线,本文确定了相应荧光的跃迁能级及荧光强度。实验证明在空心阴极灯中铥原子能量的碰撞转移现象很剧烈。     

大流量轴快流CO2激光器放电管的对比分析

为了提高大功率轴快流CO2激光器的单根放电管的质量流量,得到更大的单根放电管的输出功率,对原有放电管的喷嘴、绕流环等结构进行了改进和优化,设计出一种新型的大质量流量放电管。采用数值模拟和实验验证的方法对新设计的放电管内的气体流动状态和输出功率进行分析,得到了工作气体的质量流量,放电管的输出功率以及工作气体在放电管内的流场分布,数值模拟结果和实验结果一致,并对不同结构的放电管的输出功率和流场分布进行了比较。结果表明,新设计的放电管的质量流量明显增加,单根放电管的输出功率提高,且能够得到均匀的辉光放电。