大气压脉冲微波Ar/N_(2)等离子体射流的时空特性研究

作     者：陈兆权 王伟业 陈思乐 王超 徐笑娟 王兵 周郁明 卢新培 CHEN ZhaoQuan;WANG WeiYe;CHEN SiLe;WANG Chao;XU XiaoJuan;WANG Bing;ZHOU YuMing;LU XinPei

作者机构：安徽工业大学安徽省高校电力电子与运动控制重点实验室马鞍山243032 华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074 

出 版 物：《中国科学：物理学、力学、天文学》 (Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica)

年 卷 期：2024年第54卷第3期

页      面：158-171页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070204[理学-等离子体物理] 0704[理学-天文学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(编号:52177126,52207147) 安徽省高校优秀青年基金(编号:gxyqZD2021104) 安徽高校协同创新项目(编号:GXXT-2022-024)资助 

主　　题：微波放电 电离机理 等离子体射流 电磁模拟 

摘      要：在空气环境中,很难形成特定形貌的微波等离子体射流.本文构建了双气体通道同轴谐振放电装置,在空气环境中产生了脉冲微波Ar/N_(2)双层等离子体射流.实验测量了Ar/N_(2)等离子体射流电离发展的时空演变过程:(1)使用高速相机测量等离子体射流形貌的瞬态变化,发现电离的初始阶段和结束阶段存在光辐射增强的放电影像;(2)使用瑞利散射装置测量等离子体射流的电子密度,发现电子密度值达到10^(21)m^(-3)数量级,且在脉冲微波的上升沿和下降沿各有一次电离波峰;(3)使用单色仪测量特定波长段光谱的瞬态变化,追踪N_(2)^(+)谱线从首次出现到稳定发展、直至最后衰减消失的过程.结合实验测量结果和电磁仿真分析,发现脉冲微波的上升沿和下降沿各有一次增强电离过程,揭示了脉冲微波Ar/N_(2)双层等离子体射流的特殊放电形貌是时空局域增强电离致使.