多针对板负电晕放电激发态N原子发射光谱研究

在常压空气中,利用OES技术检测到负直流电晕放电等离子中激发态N原子发射光谱,并利用相对谱峰强度最大的674.5nm N原子激发跃迁谱线研究了相关空气参数和电参数对其相对密度的影响。结果表明,电离区内N原子相对密度随注入功率的升高呈增加趋势;随电极间距和相对湿度的增加,其相对密度逐渐减小;随N2流量增加,其相对密度呈先增加再减小趋势。在实验条件下,当针尖轴向距离r=1mm时,N原子相对密度出现最大值。     

介质阻挡放电中亮暗点放电的谱线线形及振动温度

在氩气/空气的混合气体介质阻挡放电中,首次在高温条件下观察到亮点和暗点共存的放电,比较了中心亮点及四周暗点放电的谱线频移,并测量了它们的振动温度。实验采用氩原子ArⅠ(2P2→1S5)的发射谱线测量谱线频移,采用氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线测量振动温度。结果表明:中心亮点放电中的ArⅠ(2P2→1S5)谱线的频移大于四周的暗点放电谱线的频移,表明前者电子密度较高;四周的暗点的放电振动温度高于中心亮点放电的振动温度。     

大气压氩气介质阻挡辉光放电的一维仿真研究

为了研究氩气(Ar)中介质阻挡大气压辉光放电(APGD)的放电机理, 通过建立一个一维的多粒子自洽耦合流体模型, 采用有限元方法进行数值计算, 得到了气体间隙压降、介质表面电荷密度、放电电流密度随时间的周期变化波形, 以及电子、离子、亚稳态粒子密度和空间电场强度的时空分布. 仿真计算结果表明：介质表面积聚的电荷对于放电的过程的起始及熄灭具有重要作用;当增大外施电压时, 放电击穿时刻提前, 放电电流密度和介质表面电荷密度峰值增大, 表明放电过程更加剧烈;随着阻挡介质相对介电常数的增大, 放电电流密度也随之增大. 各粒子密度及电场的时空分布表明放电过程在外施电压半个周期中只有一次放电, 且存在明显的阴极位降区、负辉区、等离子体正柱区等辉光放电的典型区域, 为大气压辉光放电(APGD).     

两步式放电改善反向开关晶体管开通特性研究

针对大功率半导体开关反向开关晶体管(RSD)由于预充不足造成的非均匀开通缺陷, 在直接预充放电工作电路的基础上, 设计了一种两步式放电工作电路. 根据RSD结构特点理论分析了正常开通所需条件, 并对器件元胞结构进行建模分析, 模型仿真结果表明RSD在窄脉宽预充电流作用下具有更佳的开通性能, 降低了预充阶段基区载流子复合. 两步式放电实验发现第一步放电电流幅值、脉宽对于两步式放电电路的正常工作起决定作用, 而反向预充电流主要作用于RSD第一步放电的正常开通, 降低了预充电路设计难度. 仿真及实验结果均表明两步式放电电路较直接式预充放电电路提高了RSD的均匀开通性能, 这是由于两步式放电显著提高了基区等离子体积累.     

气体放电系统中时空斑图的时滞反馈控制

采用时滞反馈的方法实现了对气体放电半唯象模型中时空斑图的控制．在Turing—Hopf切空间附近分析了时滞反馈对Turing模与Hopf模的影响,确定了反馈参数与系统振荡频率及临界波长的关系．结果表明,在保持外加电压不变的情况下,时滞反馈可有效控制斑图的转换．增加反馈强度或延迟时间等效于增加外加电压．进一步利用二维数值模拟进行了验证．研究结果对气体放电系统中实现斑图的控制提供了一种新思路．     

氦-氧等离子体针灭活肺癌A549细胞

研究了介质阻挡放电等离子体针对肺癌A549细胞的灭活机制, 探讨从不锈钢管注入到氦等离子体尾流区域的氧气含量对杀灭肺癌细胞A549的影响. 利用中性红吸收测试法定性观察了等离子体处理后死亡的细胞和活着的细胞的形态区别, 并且定量测定了不同条件下的细胞存活率. 在固定功率24 W的处理过程中, 氦-氧等离子体的灭活效率主要取决于等离子体曝光时间以及氦气中添加氧气的百分含量. 实验结果显示最好的处理参数为: 处理时间150 s, 800 mL/min的氦气添加3%氧气, 保持针距样品的距离为3 mm. 根据氦-氧等离子体发射光谱, 可以推断在细胞灭活过程中, 氦-氧等离子体中的活性粒子(如羟基和氧自由基)起主要作用.     

纳秒脉冲表面介质阻挡放电特性实验研究

在常规大气环境条件下,基于单极性纳秒脉冲电源对表面介质阻挡放电特性进行了实验研究。结果表明:纳秒脉冲表面介质阻挡放电的本质是丝状放电,放电集中在电压脉冲的上升沿;激励电压和脉冲重复频率越大,放电越强烈,越接近均匀放电,但电压的作用更侧重于均匀性,而频率的作用则侧重于放电的强度;电极间隙的优化可以使表面介质阻挡放电特性最好;玻璃作为阻挡介质时容易发生沿面闪络。     

空气中纳秒脉冲介质阻挡放电高速摄影

使用上升沿40 ns、脉宽70 ns的重复频率单极性纳秒脉冲电源,采用双水电极结构产生大气压空气中介质阻挡放电。测量了纳秒脉冲下介质阻挡电压和电流,并获得长曝光时间和ns级曝光时间的放电特性,采用曝光时间为2 ns的高速摄影拍摄放电发展过程。结果表明:大气压空气中,水电极结构纳秒脉冲介质阻挡放电能够产生稳定均匀的放电等离子体,且存在二次放电。高速摄影对放电发展过程的拍摄结果表明:放电首先由电极中部开始发展,径向扩展至整个电极范围。     

Efficient pulsed chemical oxygen-iodine laser with instantaneous generation of atomic iodine by volumetric discharge

A pulsed chemical oxygen-iodine laser (COIL) using atomic iodine generated by volumetric discharge of CH 3 I is developed and tested. COIL with a gain length of 60 cm is energized by a square pipe-array jet singlet oxygen generator with basic hydrogen peroxide pumping circulations and operated at subsonic gas flow. Maximum output energy of 4.3 J, pulse duration of 50 μs, specific energy extraction from the active medium of 2.0 J/L, and the maximum chemical efficiency of 12.5% are achieved at a chlorine flow rate of 55 mmole/s.     

Quantum limit in low-loss ring laser gyros

Contrary to expectations, a measurement of the random walk in the ring laser gyro (RLG) as a functionof laser power P shows that it is not consistent with the P~-1/2 rule. In the experiment, the random walkand laser power are tested and recorded at different discharge currents. The random walk decreases withincreasing power, but with a rate much less than the theoretical value according to current literature. Inorder to solve the inconsistency above, we derive the expression for the random walk in RLGs based onlaser theory. Theoretical analysis shows that, accumulating effects of lower energy level due to its limitedlifetime lead to additional quantum noise from spontaneous emission. Results show that the random walkin the RLGs consists of two components. The former decreases with increasing power according to theP~-1/2 rule, whereas the other is power-independent. Thus far, the power-independent quantum limit hasnot appeared in the literature; therefore, the expressions for RLGs should be modified to describe the low-loss RLGs exactly, where the power-independent term takes a relatively larger proportion. The findingsare significant to the further reduction of quantum limit in low-loss RLGs.