刘伟波，董丽芳

(1.河北大学物理科学与技术学院，河北保定 071002； 2.滨州学院航空工程学院，山东滨州 256603)

光谱法研究一种具有渐变折射率的新型等离子体光子晶体

刘伟波1，2，董丽芳1∗

(1.河北大学物理科学与技术学院，河北保定 071002； 2.滨州学院航空工程学院，山东滨州 256603)

在双水电极介质阻挡放电装置中，在氩气和空气的混合气体放电过程中通过改变气体压强可以得到一种新型等离子体光子晶体。该光子晶体具有四边形的复杂对称结构，包括晶胞中心处的细等离子体柱、四周的等离子体片、等离子体片交叉点产生的等离子体柱和边缘处的粗等离子柱。运用发射光谱法研究了该等离子体光子晶体不同位置处的等离子体状态，通过测量氩原子696.54 nm(2P2→1S5)发射谱线的展宽对比了电子密度，通过氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)发射谱线计算了分子振动温度。实验结果证实，不但晶胞中心处的细等离子体柱、四周的等离子体片、等离子体片交叉点产生的等离子体柱和边缘处的粗等离子柱具有不同的等离子体状态，不同位置处的晶胞中心细等离子体柱也具有不同的等离子体状态。电子密度由大到小排列依次为:4个角上的细等离子体柱(A)、靠近4个边的细等离子体柱(B)、靠近中心的细等离子体柱(C)、边缘处的粗等离子体柱(D)、等离子体片交叉点产生的等离子体柱(E)、四周的等离子体片(F)。分子振动温度的变化规律与电子密度相反。由于该晶体结构中A、B、C 3处的折射率均不相同，由内向外呈周期性渐变排列，它们和其他位置处不同的等离子体状态构成了具有渐变折射率的等离子体光子晶体。……