��ֹ����������������ŵ�ʵ���о�

采用纳秒脉冲电源,在静止空气条件下,开展了不同气压、放电距离和电压条件下的大体积纳秒脉冲放电实验研究.研究表明,当长度固定为200mm时,气压为250Pa时,随着电压的增大,放电区域从圆锥电极附近扩展到整个通道.当电压为12kV时,放电布满整个通道;随气压升高,初始放电电压增大.实验中发现在电压升高到一定程度时纳秒脉冲电离出现不稳定性,表现在气压相对较低时等离子体出现径向波动,气压相对较高时非平衡等离子体放电向电弧放电转变.分析认为,为了实现大体积均匀放电等离子体的产生,阻止放电不稳定性发生,应该采用上升沿时间更短,脉宽更小,电压更高的纳秒脉冲电源.     

双频容性耦合CF4等离子体放电的二维混合模拟

研究了等离子体反应装置内的等离子体密度、粒子能量与角度分布等参量在装置径向与轴向上的分布特性。在研究过程中应用二维混合模型对CF4气体放电进行模拟。计算结果显示:在电极表面与侧壁附近的鞘层区特性有明显的区别。由于装置侧壁处受电源产生的射频电场的影响较小,侧壁处的鞘层主要由双极扩散机制形成,其产生的径向电场强度较弱,鞘层厚度也较薄。而在电极附近,由于受到射频电场的影响,鞘层的厚度显著增加,指向电极方向的轴向电场强度也远大于指向侧壁方向的径向电场强度。在电极区域内,离子通量分布均匀;在电极边缘与侧壁的间隙内,因电场强度减小,离子通量则发生迅速衰减。在射频电极覆盖的范围内离子能量分布大体上保持不变,电极与侧壁的交界处,由于受到侧壁处径向电场的影响,离子能量分布略有不同。在放电装置的中心区域,入射到电极上的离子角度分布基本保持一致,而在电极边界与装置侧壁的交界处,由于径向电场的影响,离子的垂直入射角增加,以大角度轰击电极的离子数量也显著增加。     

微腔等离子体放电过程的数值研究

采用2维自洽完全流体模型,数值研究了阳极为通孔的高气压微腔放电结构中等离子体参数的变化过程。模拟结果获得了当氩气压强为13.3 kPa时,放电中的电势分布、等离子体密度分布、径向电场分布和电子温度分布等重要参数的演化过程。模拟结果表明在放电过程中,阴极附近的电场由轴向电场逐步转变为径向电场,等离子体密度最大值位于放电腔中间处,并随时间推移由阳极附近向阴极附近移动,电子温度的最大值出现在阴极环形鞘层区域。     

常压窄间隙介质阻挡放电等离子体辐射特性

利用带有透明电极与可测向观察的一个介质阻挡放电(DBD)实验装置对它的常压窄间隙等离子体辐射特性进行了实验研究。结果表明：这一DBD装置的辐射特性会受激励电压、激励频率、DBD结构等多种因素影响。在频率为10～20kHz高压电源激励下,采用窄间隙、薄电介质层结构DBD可以大幅度提高放电空间的电场强度,增加放电功率密度,提高了放电装置性能。     

电子温度对霍尔推进器等离子体鞘层特性的影响

采用二维粒子模拟方法研究了霍尔推进器通道中电子温度对等离子体鞘层特性的影响, 讨论了不同电子温度下电子数密度、鞘层电势、电场及二次电子发射系数的变化规律. 结果表明: 当电子温度较低时, 鞘层中电子数密度沿径向方向呈指数下降, 在近壁处达到最小值, 鞘层电势降和电场径向分量变化均较大, 壁面电势维持一稳定值不变, 鞘层稳定性好; 当电子温度较高时, 鞘层区内与鞘层边界处电子数密度基本相等, 而在近壁面窄区域内迅速增加, 壁面处达到最大值, 鞘层电势变化缓慢, 电势降和电场径向分量变化均较小, 壁面电势近似维持等幅振荡, 鞘层稳定性降低; 电子温度对电场轴向分量影响较小; 随电子温度的增大, 壁面二次电子发射系数先增大后减少. 关键词： 霍尔推进器 等离子体鞘层 电子温度 粒子模拟     

较大体积的大气压空气介质阻挡放电特性研究

利用三电极介质阻挡放电装置, 在主放电区产生了较大体积的大气压空气均匀放电. 利用光学与电学方法, 对主放电特性进行了研究, 发现随驱动功率的不同, 主放电存在等离子体羽和等离子体柱两种模式, 等离子体羽的击穿电压随外加电压峰值的增加而减小. 利用光电倍增管对两种放电模式进行了空间分辨测量, 发现等离子体羽是以发光光层的形式传播, 而等离子体柱是连续放电. 通过采集两种放电的发射光谱, 对其振动温度和转动温度进行了测量. 发现两种放电模式的振转温度均随着U_p的增大而降低. 关键词： 介质阻挡放电 等离子体羽 等离子体柱 发射光谱     

微秒脉冲激励的大气压氦等离子体射流放电特性北大核心CSCD

研究了不同电极结构以及放电参数对微秒脉冲激励的氦等离子体射流放电特性的影响。实验中采用不同管内径、不同电极形状、不同重复频率等参数,通过采集放电阶段的电流电压图、发光图像以及发射光谱等,对等离子体射流的电学特性和光学特性进行诊断。实验结果表明,随着管内直径的增大,氦等离子体射流的长度减小;管内径为8mm时,等离子体射流的击穿电压与放电电流最小,同时,其发射光谱中第二正带系N2,N+2和O等高能活性粒子的强度最高;管内径为5mm的等离子体射流的放电电流、功率及消耗的能量最大;在相同实验条件下,针尖电极结构中的放电电流、消耗的功率还有发射光谱强度都较大;随着重复频率的增加,氦等离子体射流的长度会增加,但击穿电压减小。     

超长射流等离子体在介质管内的传播机制

利用交流驱动的单针射流等离子体装置,在介质管内产生了可以沿着介质管任意弯曲的超长射流等离子体,且可以喷射到介质管外的空气当中。利用高速相机对介质管内等离子体的传播过程进行拍照,研究了这种超长等离子体在介质管内的传播机制。研究发现,该装置在大气压下产生的等离子体长度可以达到约85 cm。在外加电压的正、负半周期,介质管内的等离子体具有不同的形貌和传播机制。正半周等离子体是以"等离子子弹"的方式向前传播,而负半周是以连续模式向前传播。分析发现,放电形成的空间电荷与介质管壁上的壁电荷之间形成的电场,是影响介质管内等离子体传播的主要因素。     

脉冲放电产生螺旋流注的等离子体特性研究

通过脉冲放电方式产生三维螺旋形的等离子体放电通道,在高速摄像机拍摄下观察到放电通道中的发光电离体以流注形式沿螺旋轨迹快速传播.建立电磁模型解释螺旋放电的形成机制,对造成对称性破缺及影响其手性性质的极向电场进行分析.研究表明,螺旋放电产生的放电通道存在两种不同的手性特征,而脉冲重复频率等放电参数及边界条件对螺旋流注的传播特性存在影响.脉冲电源驱动的电磁场在介质管内所形成的波模是极向电场形成的一个重要来源,当极向电场与轴向电场强度相近时则形成螺旋流注放电.     

不同电极结构下双通道大气压He等离子体射流数值研究

采用二维轴对称流体模型对单电极结构（不锈钢针管）和双电极结构（不锈钢针管-高压环形电极）下同轴双通道进气的大气压氦气等离子体射流进行了对比研究。研究表明:相比于单电极结构,双电极结构下射流的传播速度明显降低,介质管内尤为严重。同时双电极结构下射流的空间结构也发生了显著变化。在单电极结构下,随射流发展由环形中空结构转变为实心圆盘结构;而在双电极结构下则呈现出实心圆盘结构至环形中空结构再至实心圆盘结构的演化过程,改善了射流空间分布的均匀性。此外,还研究了双电极结构下高压环形电极厚度对射流的影响。研究表明,随环形电极厚度的增加,射流的传播速度进一步降低,射流通道径向收缩,同时环形中空结构的射流内径减小,进而改善了射流径向分布的均匀性。     

Different configurations of transferred atmospheric pressure plasma jet and their application to polymer treatment

The employment of atmospheric pressure plasma jets (APPJs) in a large sort of applications is limited by the adversities related to the size of the treated area and the difficulty to reach the target. The use of devices that employ long tubes in their structure has contributed significantly to overcome these challenges. In this work, two different plasma systems employing the jet transfer technique are compared. The main difference between the two devices is how the long plastic tube was assembled. The first one uses a copper wire placed inside a long plastic tube. The other device has a metallic mesh installed in a concentric arrangement between two coaxial plastic tubes. As a result, the two APPJ systems exhibit different properties, with the wire assembly being more powerful, also presenting higher values for the electrical current and rotational temperature when compared to the mesh mounting. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) demonstrates that both configurations were capable of inserting O-containing functional groups on the polypropylene (PP) surface. However, the transferred plasma jet with wire assembly was able to add more functional groups on the PP surface. The results from XPS analysis were corroborated with water contact angle measurements (WCA), being that lower WCA values were obtained when the PP surface presented higher amounts of O-containing groups. Furthermore, the results suggest that the APPJ with wire configuration is more appropriate for material treatments, while the transferred jet with mesh arrangement tends to present lower electrical current values, being more suitable for biological applications.     

外加磁场微波等离子推力器内流场数值模拟

为了提高微波等离子推力器性能，改善等离子体对电磁波能量的吸收状况，提高核心区温度，提出外加磁场的方案，并对热等离子体进行了数值模拟.假设局域热平衡条件，采用Navier-Stokes，Maxwell和Saha方程，利用压力修正的半隐格式和时域有限差分求解方法，建立了径向磁镜场下推力器内等离子体流场的数值计算模型.数值模拟结果表明：外加磁场后的磁感应强度小于0.5 T时，推力器内热等离子体核心区最高温度随磁感应强度的增加而迅速提高.外加磁场后的磁感应强度大于0.5 T时，核心区最高温度随磁感应强度的增加而缓慢提高.磁感应强度为0.5 T时，热等离子体核心区最高温度与不加磁场相比提高了24%.外加磁场对等离子体流场速度分布影响不大. 关键词： 等离子体模拟 等离子体相互作用 等离子体流动     

Experimental observation of dust circulation in unmagnetized cogenerated dusty plasma

The vortex motion of a dust cloud was experimentally observed in unmagnetized cogenerated dusty plasma in different experimental parameters. Particle image velocimetry analysis demonstrated that several vortex zones exist in the dust cloud at relatively low pressures (0.06 mbar (or 6 Pa)–0.08 mbar (or 8 Pa)) and low discharge voltages (peak‐to‐peak voltage 540–560 V), whereas in relatively high pressure (0.4 mbar (or 40 Pa)–0.7 mbar (or 70 Pa)) and high discharge voltage (peak‐to‐peak voltage 690–740 V), dust vortices formed in dense dust cloud with background plasma fluctuation.     

Dust Sheared Flow Driven Instability of Dust Drift Waves in a Nonuniform Magnetoplasma

We investigate instability of dust drift waves in a nonuniform dusty magnetoplasma containing transverse sheared plasma flow that is produced by a nonuniform electric field. By using Boltzmann distributed electrons and ions, Poisson’s equation, as well as the dust continuity equation with perpendicular guiding center dust drift speed, we derive an eigenvalue equation, which strongly depends on the profiles of dust sheared flow and dust density gradient. The eigenvalue equation is analytically solved to obtain expressions for the growth rate and threshold of a convective instability arising from resonant interactions between the dust drift waves and sheared flows. The result may be relevant to the understanding of short wavelength (in comparison with the ion gyroradius) electrostatic fluctuations in magnetized plasmas of Saturn rings and in cometary tails. PACS numbers: 52.27.Lw; 52.35.Fp     

Studies on the Plasma Shielding of 1.06μm Laser on the Aluminum Target

ＳｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅＰｌａｓｍａＳｈｉｅｌｄｉｎｇｏｆ１．０６μｍＬａｓｅｒｏｎｔｈｅＡｌｕｍｉｎｕｍＴａｒｇｅｔＬＵＪｉａｎ；ＮＩＸｉａｏｗｕ；ＨＥＡｎｚｈｉ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＮａｎｊｉｎｇｏｆＳｃｉｅｎｃ...     

Enhanced laser-induced plasma channels in air

Plasma is a significant medium in high-energy density physics since it can hardly be damaged. For some applications such as plasma based backward Raman amplification(BRA), uniform high-density and large-scale plasma channels are required. In the previous experiment, the plasma transverse diameter and density are 50–200 μm and 1–2 × 10~(19)cm~(-3),here we enhance them to 0.8 mm and 8 × 10~(19)cm~(-3), respectively. Moreover, the gradient plasma is investigated in our experiment. A proper plasma gradient can be obtained with suitable pulse energy and delay. The experimental results are useful for plasma physics and nonlinear optics.     

激光等离子体光丝中太赫兹频谱的调控

研究了双色激光场激发空气成丝产生太赫兹辐射频谱的变化规律.实验观察到随驱动光功率和光丝长度增加,太赫兹光谱主要发生红移的现象.分析表明,由于等离子体密度的增加,太赫兹辐射的趋肤深度减小,等离子体吸收主导了红移的发生.在光丝足够短的条件下,趋肤深度远大于光丝长度,从而产生等离子体振荡主导的太赫兹辐射光谱蓝移.本研究为超快宽带太赫兹辐射的频谱调控提供了新思路.     

激光等离子体喷射空间特性实验观测

用１．０５３μｍ的高功率激光辐照不同类型的柱形腔靶，采用空间成像技术分别获取激光注入孔、腔内和输运口等离子体喷射空间分辨图像，对激光等离子体喷射空间特性进行了实验观测。还采用了平面靶和特殊构形的转换体靶观测等离子体喷射行为。本文给出了实验中获得的典型结果，并对这些结果进行了简要的分析讨论。     

等离子体折射和吸收隐形的控制

介绍了等离子体折射和吸收隐身的机理,讨论了等离子体隐身实现的技术可行性,分析影响等离子体吸收隐身技术效果的几个因素,提出通过调节达到较好隐身效果的方案。     

The dielectric tensor and field equations in the inhomogeneous cold collisionless magnetized drift plasmas with elliptical cross sections

In this Letter the dielectric permittivity tensor and field equations in multi layer cold collisionless magnetized inhomogeneous drift plasma columns with confocal elliptical cross sections are investigated. It will be shown that the dielectric tensor of each region can be written as non-operational Hermitian and pure spatial operational parts.