高气压微波氢等离子体发射光谱诊断

在2.45 GHz,800 W级的高气压微波等离子体放电系统中,通过测量不同微波功率和放电气压下氢等离子体的Balmer线系的发射光谱,从测量的谱线总展宽中卷积去掉具有高斯线形的Doppler展宽和仪器展宽得到谱线的Stark展宽,并通过Stark展宽测量氢等离子体的电子数密度和电场强度。结果表明：等离子体的电子数密度和电场强度随着放电气压的升高都是先增大后减小,随着微波功率的增加呈现逐渐增大的趋势。微波功率为800 W时,气压在25 kPa时电子数密度和电场强度都达到最大值,等离子体的电子数密度和内部的电场强度分别为3.55×1012 cm-3及4.01 kV/cm。     

微波氢等离子体的特性

在MPCVD装置中,通过调节微波功率和反应腔压强,使用高分辨率多道光谱仪采集氢气的Hα线.由谱线的多普勒展宽计算得到氢等离子体中的离子温度.结果显示,随着微波功率的增大,离子温度会先升高后降低;随着反应压强的增大,离子温度也先升高后降低.这说明在MPCVD装置中,可以通过调节装置,得到最佳微波能量吸收点.     

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。     

微波液相等离子体发射光谱研究

为了研究微波液相放电等离子体的基本物理现象和放电特性,为微波液相放电技术奠定一定的理论基础,利用发射光谱仪对水中微波液相放电及放电中产生的活性粒子进行了检测,同时对微波液相放电光谱数据统计方法进行了研究。 利用发射光谱仪结合数控摄像机对微波液相放电过程中起始放电和稳定放电两个过程进行了同步检测拍摄。 实验结果发现：微波液相等离子体发射光谱强度波动较大,光谱强度可以用10个光谱数据点进行平均计算;放电的强度在一定程度上可以由等离子体区域面积所反映,尽管如此,等离子体区域面积和羟基自由基发射光谱强度的变化梯度并不一致,这主要是因为在放电过程中,放电强度不仅体现在等离子体区域面积,同时也与等离子体区域的亮度有关。     

高气压非平衡等离子体化学及应用基础研究

文章概述了气体放电、非平衡等离子体化学研究现状与发展趋势,提出了高气压非平衡等离子体新概念,应用特种新工艺实施高气压强电场（〉４００Ｔｄ）放电获得高能（〉１０ｅＶ）电子的方法,激励气体分子分解、电离成离子、原子、激发态原子（及分子）和自由基等,按预定模型合成新物质、新分子,使常规难以进行的化学反应得以进行或加速进行,高气压非平衡等离子体化学具有极其广阔的应用前景。     

激光诱导Al等离子体发射光谱特性的实验研究

本文从实验上研究了不同缓冲气体(He,Ar,N2和Air)中激光Al等离子体的时间分辨发射光谱,研究了原子发射谱线的强度和Stark展宽随延时、缓冲气体性质和压力变化的规律.结果表明原子谱线的强度在3μs左右达到最大值,随着延时的增加,谱线的Stark展宽减小,而缓冲气体压力的增大导致谱线的Stark展宽增大,在实验测定的四种缓冲气体中,Ar气体中谱线的Stark展宽最大.     

大气压微等离子体射流电子密度研究

采用微空心阴极放电装置,利用光学方法和电学方法研究了大气压流动Ar和N₂混合气体中产生的微等离子体射流特性。研究发现,随着电源输入功率增大到一定数值,微空心阴极装置中两个电极间气体发生击穿,通过击穿气隙气体的流动会沿着气流方向产生最大为4 mm的等离子体射流。放电电流为准连续的脉冲放电形式,其中放电电流脉冲宽度约为0.1 μs。分别利用爱因斯坦方程和等离子体发射光谱中谱线的Stark展宽方法计算了电子密度。结果发现,2种计算方法得出的微等离子体射流的电子密度均在1015·cm-3的量级。研究还发现,功率对微等离子体射流电子密度影响不大。利用气体击穿理论,对以上结论进行了定性分析。     

螺旋波激发氢等离子体光谱诊断

利用一套螺旋波激发等离子体化学气相沉积（HWP—CVD）发生装置及发射光谱采集装置，原位诊断了不同入射功率、气压、氢气流量下氢等离子体光谱，研究了激发态氢原子的变化情况、氢分子振动温度的变化和激发态氢分子的相对分布。结果表明：     

大气压等离子体炬电子密度的光谱诊断

利用空心针-板放电装置产生了大气压等离子体炬,采用光谱法测量了其内部及表面的电子密度. 向空心针中通入氩气,在大气环境中产生了长度为1cm的等离子体炬.实验分别测量了Hα谱线和ArⅠ(696.54nm)谱线,通过反卷积方法分离出其相应的Stark展宽,并由此计算了电子密度.结果发现,采用Hα谱线和ArⅠ(696.54nm)谱线Stark展宽计算得到的等离子体的电子密度分别为1.0×10¹⁵cm^－3和3.78×10^{15关键词： 等离子体炬 电子密度 气体温度 Stark展宽}     

微波液相放电等离子体发射光谱研究

液相放电能够产生各种活性物质,其中羟基自由基(OH),氢自由基(H)被认为是引发液相化学反应的主要活性物种,但由于其活性强寿命短的特点,测量比较困难,由于缺少标准样品,定量测量更为困难。用光学方法测量自由基是一种直接测量方法,其特点是瞬时在线测量,能立即获得数据,进行时间和空间分布测量。为了研究微波水中放电产生的自由基特性,利用发射光谱诊断技术对微波水中放电产生的活性物质进行了在线检测,考察了微波功率、反应器内部压强对OH自由基相对光谱强度的影响,并观测了等离子体中OH自由基强度的空间分布;同时,估算了微波液相等离子体中的电子激发温度。实验结果表明,微波水中放电可以产生大量的OH,H,O自由基,其中OH自由基的相对光谱强度最强,并随微波功率的增加呈现明显上升的趋势,随反应器内部压强的增大而迅速减弱;以OH为主的自由基主要产生于电极尖端附近。微波液相等离子体的电子激发温度约为0.33×104 K。     

小尺寸瞬态等离子体电子密度光谱法试验研究

本文对SCB等离子体发射光谱进行了试验研究,在局部热力学平衡条件下,用AlⅠ394.40nm谱线Stark的展宽法测量了SCB等离子体的电子密度;在发射光谱和Saha方程理论的基础上,设计并建立一套测试仪器,时间分辨率为0.1μs,将其测量的电子密度与同种试验条件下的Stark展宽法得到的结果相比较,电子密度的数量级都为1015cm-3－1016cm-3,且随时间的变化的规律相同。     

Mechanisms of broadening of emission lines of a laser-induced plasma generated on the surface of rigid targets

This article reports the results of an experimental investigation of the basic mechanisms that cause the broadening of emission lines of a laser-induced plasma generated on the surface of rigid targets in a gaseous atmosphere. The contribution of Stark and resonance mechanisms of emission-line broadening for the resonance doublet Al I 3s²3p²P_3/2,1/2-3s²4s²S_1/2 and triplet Mg I 3s3p³P _0,1,2 ⁰ -3s4s³S₁ is discussed. The concentrations of neutral Al atoms in the laser-induced plasma are evaluated by the magnitude of resonance line broadening. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 67, No. 2, pp. 234–237, March–April, 2000.     

Spectral-time characteristics of combined-target laser plasma

From the analysis of the contours of the spectral lines of target-material atoms, the electron and atomic concentrations and their variation with time are determined in the laser plasma of a combined Cu–Al–Cu target. The time dependences for the concentrations of electrons and atoms in the ground and excited states are explained within the framework of a model that allows for plasma decay being determined by processes of three-particle recombination and ionization as well as by the variation in the particle concentration in plasma expansion. Institute of Molecular and Atomic Physics, National Academy of Sciences of Belarus, 70, F. Skorina Ave., Minsk, 220072, Belarus. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 65, No. 3, pp. 426–432, May–June, 1998.     

Characterization of the high—voltage pulsed discharge plasma of ammonia by emission spectroscopy

We have used optical emission spectroscopy to characterize the high-voltage pulsed discharge of ammonia.Ammonia was highly dissociated in the discharge at low pressures.More atomic nitrogen was generated as compared to the discharge of nitrogen gas at the same pressure of 0.8kPa.We discuss the elimination of the oxygen impurity in the ammonia discharge,and we estimate the time-dependent atomic excitation temperature and the electron density from the measured spectra.     

缓冲气体对激光等离子体光谱特性影响的实验研究

准分子激光(波长:308 nm,脉宽:10 ns)诱导Al等离子体.详细研究了缓冲气体对激光等离子体光谱特性的影响,测量了不同延时下激光诱导Al等离子体的电子温度和不同缓冲气压下光谱线的Stark展宽并由此计算了等离子体的电子密度,最后根据电子碰撞激发理论对实验结果进行了讨论.     

Path integral approach for Stark broadening of Lyman lines in hydrogen plasma

New results for Lyman lines from hydrogen plasmas are presented using the path integral approach. The influence of plasma components (electrons and ions) on the radiator is analysed separately. The ionic contribution is treated within the path integral approach, while the electronic contribution is estimated by the standard collision operator. The Stark effect, including the ion quadrupole contribution, is considered. The time‐dependent ionic microfield is treated within the path integral approximation using the model microfield method (MMM). The comparison with the quantum statistical approach is performed using a wide range of temperatures (T = 10⁴–10⁷ K) and electron densities (N_e = 10²³–10²⁶ m^?3). Good agreement is mainly obtained for low density and high temperature.