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空气等离子体双温度输运性质计算

工程热物理学报 2015年第5期36卷 1067-1070页

作者：陈培芝孙素蓉王海兴北京航空航天大学宇航学院北京100191

本文采用将经典的Chapman-Enskog方法扩展到高阶近似的方法计算获得了双温度化学平衡条件下空气等离子体的粘性、热导率和电导率。结果表明,压力和热力学非平衡程度的改变会影响空气组分解离和电离反应的温度区间,从而使气体的粘性和热... 详细信息

本文采用将经典的Chapman-Enskog方法扩展到高阶近似的方法计算获得了双温度化学平衡条件下空气等离子体的粘性、热导率和电导率。结果表明,压力和热力学非平衡程度的改变会影响空气组分解离和电离反应的温度区间,从而使气体的粘性和热导率的峰值区域产生变化。局域热力学平衡条件下空气等离子体输运性质的计算结果与文献报道结果符合较好,验证了本文结果的可靠性。

关键词：双温度空气等离子体输运性质

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纳秒激光诱导空气等离子体射频辐射特性研究

物理学报 2017年第18期66卷 143-147页

作者：戴宇佳宋晓伟高勋王兴生林景全长春理工大学理学院长春130022

开展了波长为532 nm、脉宽为8 ns的纳秒激光诱导空气等离子体射频电磁辐射特性实验研究,基于锥形天线探测空气等离子体在30-800 MHz频谱范围有较强的射频电磁辐射,是等离子体内电偶极子振荡变速运动造成的.实验结果表明:随激光能量增加,... 详细信息

开展了波长为532 nm、脉宽为8 ns的纳秒激光诱导空气等离子体射频电磁辐射特性实验研究,基于锥形天线探测空气等离子体在30-800 MHz频谱范围有较强的射频电磁辐射,是等离子体内电偶极子振荡变速运动造成的.实验结果表明:随激光能量增加,30-200 MHz范围内射频辐射强度逐渐变强,但360-600 MHz频率范围射频辐射强度逐渐变弱.等离子体射频辐射的空间分布依赖于入射激光的偏振方向,当激光偏振方向与天线放置方向一致时,该方向上空气等离子体的射频辐射强度高,谱线较丰富.射频辐射总功率随激光能量先增加后降低,采用等离子体电子密度变化对等离子体频率及等离子体衰减系数影响(制约)关系,对射频辐射总功率随激光能量的变化规律进行了解释.

关键词：纳秒激光空气等离子体射频电磁辐射

飞秒三色谐波脉冲增强空气等离子体中太赫兹波的产生

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红外与毫米波学报 2023年第6期42卷 780-788页

作者：王汉奇范文慧陈徐闫慧中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室陕西西安710119 中国科学院大学北京100049 山西大学极端光学协同创新中心山西太原030006

本文基于瞬态光电流模型和多色谐波脉冲叠加形成的类锯齿形电场,研究了频率比为1:2:m(m为正整数)的飞秒三色谐波脉冲诱导空气等离子体产生太赫兹波的情况。结果表明,在空气被饱和电离且电子密度达到相同最大值的情况下,对于相同数量的... 详细信息

本文基于瞬态光电流模型和多色谐波脉冲叠加形成的类锯齿形电场,研究了频率比为1:2:m(m为正整数)的飞秒三色谐波脉冲诱导空气等离子体产生太赫兹波的情况。结果表明,在空气被饱和电离且电子密度达到相同最大值的情况下,对于相同数量的谐波脉冲,当合成脉冲包络中的电场形状更接近锯齿形且更不对称时,太赫兹波的转换效率并不总是更高。此外,研究了采用频率比为1:2:3和1:2:4的飞秒三色谐波脉冲的特定波长组合方案增强太赫兹波的产生。对于这些特定的波长组合方案,可以在常用频率比为1:2的双色光脉冲方案基础上仅添加一组光参量放大器就能实现。我们的研究将有助于获得强太赫兹波源,并为实验操作提供指导。

关键词：三色谐波脉冲空气等离子体波长组合方案增强太赫兹波产生

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空气等离子体活化水消毒应用研究

西安交通大学学报(医学版) 2024年

作者：黄月烨程俊秦明涛段磊黄世聪陈支通纪华国家高性能医疗器械创新中心中国科学院深圳先进技术研究院稳健医疗创新研究院

目的本研究聚焦于空气等离子体活化水的制备及其在消毒领域的应用，通过开发单层和双层介质阻挡放电（DBD）装置，旨在制备具有高效消毒能力的活化液。方法我们构建了单层和双层DBD装置，使用空气作为工作气体来生成活化水。利用热成... 详细信息

目的本研究聚焦于空气等离子体活化水的制备及其在消毒领域的应用，通过开发单层和双层介质阻挡放电（DBD）装置，旨在制备具有高效消毒能力的活化液。方法我们构建了单层和双层DBD装置，使用空气作为工作气体来生成活化水。利用热成像仪、时间分辨增强型相机和高分辨率光谱仪捕捉并分析等离子体的温度变化、放电过程和发射光谱，以评估装置的能量转换效率和粒子激发能力。此外，对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等典型微生物进行消毒实验，以验证活化液的消毒效果。结果实验结果表明，所开发的DBD装置能够有效地激发空气产生等离子体，并通过调整处理时间实现了对多种微生物的精准消毒。双层DBD装置相较于单层装置，能够产生更高浓度的活性氧和氮物质，从而显著提升了活化液的消毒效果。结论通过使用空气等离子体活化水技术，成功制备出具有高效消毒能力的活化液。本研究不仅提高了消毒效率，而且具有潜在的环境友好性和经济性，为等离子体技术在消毒领域的应用提供了科学依据和技术支持。

关键词：空气等离子体活化液放电过程活性物质消毒灭菌

紧聚焦条件下飞秒激光产生空气等离子体的动态演化特性

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中国激光 2017年第7期44卷 337-345页

作者：于洋许宽宏张天鹏李书恒张楠朱晓农南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室天津300071

采用具有旋转对称性的三维空间电离模型,对紧聚焦条件下中心波长为800nm、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体的时间和空间特性进行了数值模拟,揭示了整个等离子体区折射率的动态演化过程。计算结果表明:当激光脉冲开始聚焦时... 详细信息

采用具有旋转对称性的三维空间电离模型,对紧聚焦条件下中心波长为800nm、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体的时间和空间特性进行了数值模拟,揭示了整个等离子体区折射率的动态演化过程。计算结果表明:当激光脉冲开始聚焦时,靠近焦点前方的空气首先被电离,随后产生一个中心区域达到饱和、边缘具有很高折射率梯度的水滴状等离子区域;随着激光脉冲继续向焦点传播并越过焦点,等离子体区进一步向前延伸,直至在焦点前后形成一个近乎对称的双卵形结构;脉冲通过焦点区域后,空气等离子体强度沿传播方向逐渐减弱,直到最终完全消失;在10倍物镜聚焦下,脉冲能量为500μJ、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体由产生到消失的整个过程约持续3ps。理论计算结果与30kPa低气压环境下的实验观测结果相吻合。

关键词：激光光学飞秒激光传输激光电离空气等离子体多光子电离超快现象

纳秒激光诱导空气等离子体的红外辐射特性研究

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光谱学与光谱分析 2019年第9期39卷 2698-2701页

作者：王兴生苑莉薪李馨王铭高勋林景全长春理工大学理学院

纳秒激光诱导空气等离子体存在从紫外、可见、近红外乃至射频微波的宽谱段辐射,但目前的研究大多关注紫外到可见波段的光谱辐射。激光等离子体作为一种新型的红外辐射源具有很多优势,相比于红外干扰弹以及红外干扰手段而言,空气等离子... 详细信息

纳秒激光诱导空气等离子体存在从紫外、可见、近红外乃至射频微波的宽谱段辐射,但目前的研究大多关注紫外到可见波段的光谱辐射。激光等离子体作为一种新型的红外辐射源具有很多优势,相比于红外干扰弹以及红外干扰手段而言,空气等离子体红外辐射源可以灵活布置,成本低廉,因此研究空气等离子体的红外辐射特性就很有必要。针对目前脉冲激光诱导空气等离子体的红外干扰研究需要,对激光波长为532nm的纳秒脉冲激光诱导空气等离子体的红外辐射特性进行实验研究,探讨激光能量对空气等离子体红外辐射强度的影响规律,以及空气等离子体红外辐射的角度分布特性,分析了等离子体红外辐射的可能产生机制。实验结果表明,激光诱导空气等离子体在950~1700nm范围内的红外光谱为线状谱和连续谱的叠加。其中线状谱主要是氮和氧的中性原子谱线,并且氮原子红外辐射占主导。随着激光能量的增加,由于空气击穿产生的氧和氮原子数量增加,导致空气等离子体红外辐射的谱线强度逐渐增大。随着红外探测角度的变化,在探测角度为75°时,OⅠ1128.63nm和NⅠ1246.96和1362.42nm谱线强度达到最大,在探测角度为120°时,NⅠ1011.46和1053.96nm谱线强度达到最大,这是因为空气等离子体红外辐射强度随探测角度变化呈现空间非对称性,表明空气等离子体内不同粒子的空间分布呈现非对称性。

关键词：纳秒脉冲激光空气等离子体红外辐射

气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响

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物理学报 2020年第5期69卷 202-208页

作者：刘家合鲁佳哲雷俊杰高勋林景全长春理工大学理学院长春130022 西安应用光学研究所西安710065

环境气体的压强对激光诱导等离子体特性有重要影响.基于发射光谱法开展了气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性影响的研究,探讨了气体压强对空气等离子体发射光谱强度、电子温度和电子密度的影响.实验结果表明,在10-100 kPa空气压强... 详细信息

环境气体的压强对激光诱导等离子体特性有重要影响.基于发射光谱法开展了气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性影响的研究,探讨了气体压强对空气等离子体发射光谱强度、电子温度和电子密度的影响.实验结果表明,在10-100 kPa空气压强条件下,空气等离子体发射光谱中的线状光谱和连续光谱依赖于气体压强变化,且原子谱线和离子谱线强度随气体压强的变化有明显差别.随着空气压强增大,激光击穿作用区域的空气密度增加,造成激光诱导击穿空气几率升高,从而等离子体辐射光谱强度增大.空气等离子体膨胀区域空气的约束作用,增加了等离子体内粒子间的碰撞几率以及能量交换几率,并且使离子-电子-原子的三体复合几率增加,因此造成原子谱线OⅠ777.2 nm与NⅠ821.6 nm谱线强度随着气体压强增大而增大,在80 kPa时谱线强度最高,随后谱线强度缓慢降低.而离子谱线N Ⅱ 500.5 nm谱线强度在40 kPa时达到最大值,气体压强大于40 kPa后,谱线强度随压强增加而逐渐降低.空气等离子体电子密度均随压强升高而增大,在80 kPa后增长速度变缓.等离子体电子温度在30 kPa时达到最大值,气体压强大于30 kPa后,等离子体电子温度逐渐降低.研究结果可为不同海拔高度的激光诱导空气等离子体特性的研究提供重要实验基础,为今后激光大气传输、大气组成分析提供重要的技术支持.

关键词：纳秒激光气体压强空气等离子体三体复合

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空气等离子体技术对面包酵母的诱变选育研究

食品工业科技 2019年第24期40卷 94-98页

作者：韩芸娇张媛媛张彬肖霄张文娜石家庄学院化工学院

采用空气等离子体诱变技术对面包酵母进行诱变,以高发酵力为筛选依据,筛选出一株生产性能优良的酵母菌株。结果表明,采用空气等离子体技术对面包酵母BY-3进行诱变最佳时间为10 s。通过诱变,筛选得到一株高发酵力的酵母菌株3G-28。与原... 详细信息

采用空气等离子体诱变技术对面包酵母进行诱变,以高发酵力为筛选依据,筛选出一株生产性能优良的酵母菌株。结果表明,采用空气等离子体技术对面包酵母BY-3进行诱变最佳时间为10 s。通过诱变,筛选得到一株高发酵力的酵母菌株3G-28。与原始菌株BY-3相比,菌株3G-28的发酵力提高了48.57%;具有更好的耐高糖性能,其蔗糖酶活力较初始菌株BY-3降低了71.89%,抗葡萄糖阻遏现象的能力提高了34.84%;具有更好的传代稳定性和低温适应性:传代15次,其发酵力仍可保持87.50%;在-20℃低温下进行保藏,两周后,其菌株的相对发酵力可达到76.10%,酵母泥的相对发酵力为83.91%。研究表明,空气等离子体技术能够有效的对面包酵母BY-3进行诱变,为面包酵母的改良育种提供了一定的依据。

关键词：空气等离子体面包酵母诱变筛选

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空气等离子体探测太赫兹超宽谱实验研究

激光与光电子学进展 2013年第10期50卷 198-202页

作者：赫君牧凯军杨华侯德亭马胜灿石晓燕信息工程大学理学院河南郑州450001 郑州大学物理工程学院河南郑州450001 南昌航空大学材料科学和工程学院江西南昌330063

超宽谱探测技术对于高分辨率的太赫兹吸收光谱测量以及太赫兹科学研究和应用发展等方面具有重要意义。利用空气等离子体实现了太赫兹超宽谱的测量,并对该探测机制进行了系统的实验研究,利用该探测系统测量了两种炸药奥克托金(HMX)和太胺... 详细信息

超宽谱探测技术对于高分辨率的太赫兹吸收光谱测量以及太赫兹科学研究和应用发展等方面具有重要意义。利用空气等离子体实现了太赫兹超宽谱的测量,并对该探测机制进行了系统的实验研究,利用该探测系统测量了两种炸药奥克托金(HMX)和太胺(PETN)的太赫兹超宽带吸收谱。结果表明太赫兹频谱宽度会随着探测光能量或偏置电场的增加而展宽,随着探测脉冲脉宽的增大而变窄,且利用空气等离子体产生与探测的超宽谱测量在低频区与傅里叶变换红外(FTIR)光谱术有很好的吻合。

关键词：光谱学太赫兹空气等离子体相干探测超宽谱光谱测量