两间隙毛细管等离子体射流发生器主放电数值模拟

 消融放电毛细管等离子体发生器产生的等离子体射流具有密度高和温度相对低的特性,在许多领域都具有潜在的应用前景。利用1维流体模型对两间隙毛细管等离子体射流发生器的主放电特性进行了模拟计算分析。模型考虑了焦耳热效应和管壁烧蚀对放电特性的影响。在管壁消融这种反馈稳定机制作用下,毛细管放电处于准稳态,其产生的等离子体温度在放电期间保持恒定。在放电能量为1 kJ的条件下,聚乙烯毛细管等离子体温度可达3 eV,电子密度可达1025 m-3量级,射流速度接近10 km/s。改变放电输入的焦耳热功率密度,等离子体温度和速度变化较小,但气压、质量密度以及等离子体电子密度等特性参数均可以获得较大幅度的改变。     

激光等离子体推进在火箭推进技术领域的应用前景

激光等离子体推进给火箭推进技术带来革命性的发展，高强度短脉冲激光和物质相互作用可产生速度为每秒数百公里的等离子体喷射，可以几十倍地提高推动的比冲，文章主要介绍了激光等离子的体推进的原理，研究现状，并对其应用前景进行了分析。     

一种新型大气压毛细管介质阻挡放电冷等离子体射流技术

介绍一种结构设计简单、操作运行方便的新型毫米量级大气压冷等离子体射流发生技术.这种射流可以在大气压条件下，利用多种工作气体(如Ar,He,N₂)，通过毛细管介质阻挡放电(DBD)的方式实现.使用频率为33kHz，峰值电压为1—12kV的双向脉冲电源，利用Ar,He,N₂等工作气体，在毛细管内形成了稳定的冷等离子体射流.放电区域的光辐射空间分布利用商用CCD摄像机记录，从中研究放电形态和空间分布，观察到了在DBD区域的流动气体放电和在毛细管出口处形成的等离子体射流 关键词： 冷等离子体射流 毛细管介质阻挡放电 射流射程 射流激发温度     

毛细管电色谱中进样时间对柱效的影响

毛细管电色谱是近年发展起来的一种新型微分离技术，它结合了高效液相色谱和毛细管电泳的物点，具有高效、快速，高选择性，其有关理论研究和应用越来越深入，本文从色谱动力学角度讨论了毛细管电色谱中进样时间对柱的影响。     

面向激光等离子体尾波加速的毛细管放电实验研究

具有合适径向密度分布的等离子体通道可以用于超短超强激光导引,这使得等离子体通道在激光尾波加速中有着重要的应用.本文介绍了在上海交通大学激光等离子体实验室开展的毛细管放电和光导引实验.通过光谱展宽法测量了充氦气的放电毛细管中的等离子体密度分布,在长度为3 cm、内径为300μm的毛细管中实现了轴向均匀,径向呈抛物线型的等离子体密度分布.通过改变放电延时和喷气时长,确定和优化了产生等离子体通道的参数区间,得到的最大通道深度为28μm,与实验中使用的激光焦斑半径匹配.在此基础之上,开展了不同能量的激光脉冲在放电等离子体通道中的导引研究,结果发现当通道深度与焦斑半径匹配时,激光可以不散焦地在通道中传输,实现激光导引.这项研究为未来的激光尾波级联加速和锁相加速等研究奠定了基础.     

激光烧蚀等离子体射流与固体靶相互作用实验研究

利用激光烧蚀等离子体射流可以获得数km/s 甚至上千km/s 的射流速度，远超目前绝大多数设备所能提供的模拟速度，并且覆盖了极大的温度与密度范围，作为加载手段具有广阔的应用前景。通过实验方法，探索和发展激光烧蚀等离子体射流这一新型实验模拟手段，利用高功率激光烧蚀产生高温高压等离子体射流，实现超高速气体动力学实验室模拟的新途径。以此作为加载条件，研究超高速物体与气体相互作用的气体动力学特性。通过建立激光烧蚀等离子体射流与固体靶相互作用实验方法，可进一步研究等离子体射流的产生、发展以及高速物体气体动力学，为下一步开展天体物理、小行星形貌、超高速陨石与行星大气相互作用机制等相关研究奠定基础。     

充气型放电毛细管的密度测量及磁流体模拟

在激光尾波场电子加速机理中,为了有效地加速电子,需要抑制衍射散焦等造成的激光传输不稳定性问题. 激光脉冲的稳定传输不仅有利于能量耦合给等离子体波,而且对电子束的注入及稳定加速有着重要影响,具有一定横向密度分布的充气型放电毛细管可以有效引导激光脉冲的传输. 利用等离子体的Stark展宽效应对毛细管产生的等离子体进行密度测量,给出了等离子体密度与充气压强之间的关系. 利用磁流体程序CRMHA对毛细管的放电特性进行了模拟,研究了毛细管引导效应的形成机理. 关键词： 充气型放电毛细管 Stark展宽 磁流体模拟 引导     

毛细管放电Z箍缩等离子体X射线激光

毛细管放电Z箍缩等离子体软X射线激光器近几年发展非常迅速，已经获得了在46．9nm的波长上近毫焦量级的激光输出，重复频率达到了4Hz．利用这种软X射线激光在等离子诊断、物质烧熔等方面已开展了初步的应用实验研究．文章介绍了毛细管放电泵浦的两种物理机制，阐述了类氖氩离子2p^53p^1S0-2p^53s^1P1能级间粒子数反转的形成及毛细管放电等离子体柱的演变过程．深入理解这些物理过程，对发展毛细管放电软X射线激光将起到积极作用。     

液态电极等离子体发射光谱技术检测金属离子的研究应用

快速准确的金属离子检测是涉及多个学科领域及检测技术的研究课题,文章综述了液体电极等离子体发射光谱技术在金属离子检测领域的研究及应用。首先介绍了基于电化学原理的电极法,包括离子选择性电极及阳极溶出法,及基于原子吸收或发射光谱等检测金属离子常用方法技术的原理及优缺点;然后阐述了基于等离子体的液体电极光谱技术的原理及特点,包括等离子体的产生机理、光谱特点以及其检测技术的优势;并按照液态电极数目及放电系统结构分成单液态电极及双液态电极放电系统两类,重点介绍了液态电极发射光谱技术的发展历程及研究进展,其中详细说明了ELCAD、SCGD、LS-APGD及毛细管放电等电解质放电系统的结构及特点;利用液态电极等离子体发射光谱技术,对铜、汞、银等重金属以及钠、钾、镁等活泼金属离子的检测限可达μg·L-1。最后探讨了该技术应用于检测金属离子的优势及存在的问题,并展望了其应用前景。     

低温等离子体技术在生物医学上的应用

低温等离子体技术与生物医学似乎是两种风马牛不相及的事物，可是两者的结合却可以对现代科技发展产生重要的影响．许多人都认为21世纪是生物技术的世纪，可见人们对生物技术发展抱着怎样的期待．低温等离子体技术正在成为生物材料和生物医学器件的生产和研究的广阔的平台．文章简要介绍了一些用于材料表面改性的技术以及低温等离子体技术在生物医学方面的应用，并进而讨论了将低温等离子体技术与生物技术相结合的途径以及还需要解决的问题．文章还详细讨论了一种用于表面功能化的脉冲等离子体技术方法作为二者最佳结合的一个典范．文章最后指出，生物医学与等离子体技术的完美结合可能对21世纪的科技发展产生革命性的影响；而为了实现这个目标。需要多学科专家的通力合作．     

大气压冷等离子体射流研究进展

有许多种方法可用于在大气中产生等离子体射流,冷等离子体（离子温度在室温附近）射流即是其中的一种.近年来,人们发现氦气或其它惰性气体通过毛细管介质阻挡放电形成的冷等离子体射流具有类似子弹的传输特性,在有机材料表面改性、等离子体医学等领域获得了广泛的应用.通过专门设计的一系列实验,我们逐渐揭示了其产生机理,并深入研究了传输特性.文章简要介绍近年来我们所做的有关大气压冷等离子体的实验过程以及获得的一些重要结论.在对这种等离子体深入了解的基础上,作者还开发了一种新装置,该装置的最大特点是既利用了氦气在辅助放电方面的特性,又不消耗这种昂贵的资源;并且它还特别适合于在臭氧层修复、等离子体医学等方面的应用.     

Development of an atmospheric nonthermal multineedle dielectric barrier discharge jet for large area treatment of skin diseases

Nonthermal plasma is suitable for applications in the biomedical field because of the large amounts of active species and a low gas temperature that does not injure the human body. A plasma jet of the typical pen type is applied in most biomedical applications, but it is difficult to apply such jets to treat skin diseases that generally have wide affected areas. In this study, nonthermal multineedle dielectric barrier discharge (DBD) jet was developed for the treatment of large area lesions and used to verify its effectiveness in treating psoriasis as a representative skin disease. Stable discharge was maintained using the developed plasma jet with a multineedle electrode structure by utilizing various discharge gases. Electrical and optical analyses were performed to determine the characteristics of the plasma. The effectiveness of psoriasis treatment using this approach was confirmed by performing in vitro and in vivo experiments with the multineedle DBD jet.     

Generation of large-scale radiative vortex structures at stagnation of pulsed plasma jets in air

Large-scale vortex structures forming when pulsed plasma jets of the capillary discharge stagnate in atmospheric air are investigated. It is shown that injection of high-enthalpy plasma jets into air may effectively generate electromagnetic radiation from the optical range: the energy yield of radiation reaches 20–37% of the total energy content of the plasma. The radiation pulse has a complex time waveform including micro-and nanosecond components.     

Pulsed Jets for Dense Plasma Generation in an External Magnetic Field

Russian Physics Journal - In this work, results of numerical simulation of the interaction of pulsed capillary discharge plasma jets at atmospheric pressure are presented. The interaction of the...     

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设计建立了同轴圆柱介质阻挡放电线状射流装置,并利用其实现了宽度为50mm的大尺度线状射流,并对射流长度随放电参数的变化进行了研究.研究发现,随气压、流量的增加,射流长度呈先增加后达到饱和;随激励电压的增加,射流长度增加.对氮气射流等离子体进行发射光谱诊断,表明氮气等离子体中主要是氮分子和少量氮原子,并利用光谱拟合得出射流的温度范围为290～350K.     

Formation of sub-micron size carbon structures by plasma jets emitted from a pulsed capillary discharge

We have performed an experimental investigation of the potential use of intense plasma jets produced in a repetitive pulsed capillary discharge (PCD) operating in methane gas, to irradiate Si (1 0 0) substrates. The surface modifications induced by the plasma jet using two different material inserts at the capillary end, graphite and titanium, are characterized using standard surface science diagnostic tools, such as scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray (EDX) analysis and Raman spectroscopy (RS). It has been found that the application of methane plasma jet results in the formation of sub-micron size carbon structures. It is observed that the resulting plasma irradiated surface morphologies are different, depending on the different material inserts used at the capillary end, at otherwise identical operational conditions. To investigate the species responsible for the observed surface changes in different material inserts to the capillary, optical-emission spectroscopy (OES) was recorded using a 300-1000 nm spectrometer. The OES results show the presence of H, CH and C₂ Swan band in the discharge plasma, which play a significant role in the formation of the carbon structures.     

Experiments on the injection of dust jets into plasma

An experimental technique for studying the injection of dust jets into the plasma of a glow discharge in air is developed. The velocity and flight time of a dust jet are measured under different initial conditions. It is shown that the propagation of dust grains in plasma is accompanied by self-contraction instability along and across the discharge, which leads to dust agglomerization and clusterization.     

大气压下石英毛细管内氩等离子体放电的发射光谱诊断

在长度为20 cm的石英毛细管内利用两个边缘锋利的中空的针型电极之间的氩气放电产生了高电子密度的大气压等离子体。利用发射光谱对所获得的等离子体的几个重要参数进行了诊断。利用计算机谱线拟合法合成了300 nm附近OH(A-X)的(0-0)转动谱带并通过与测量谱线的比较确定了等离子体的气体温度,根据H_β谱线Stark展宽法计算了等离子体的电子密度,采用玻尔兹曼曲线斜率法依据测得的有关氩的发射光谱估算了等离子体的电子温度。研究结果表明,这种石英毛细管内弧光放电等离子体的气体温度约为(1 100±50)K;电子密度数量级在1014 cm-3;电子温度约为(14 515±500)K。