锯齿波激励氩气介质阻挡放电的发光特性
2018-03-21李雪辰吴凯玥楚婧娣贾鹏英
发光学报 2018年3期
李雪辰,吴凯玥,张 琦,楚婧娣,王 彪,贾鹏英
(河北大学物理科学与技术学院 河北省光电信息材料重点实验室,河北 保定 071002)
1 引 言
大气压放电产生的多种活性粒子在众多领域中具有广泛的应用前景。例如,在工业领域可用于材料的表面处理[1]、臭氧合成[2]及污染物处理[3]等,在生物医疗领域可用于杀菌消毒[4]等。因此,大气压气体放电产生的非平衡态低温等离子体受到了大量关注。
大气压非平衡等离子体最常用的产生方法是介质阻挡放电(DBD)。它的特点是有绝缘介质插入电极之间。对于不同的气体种类、电压幅值和驱动频率,DBD从放电形貌上可分为随机丝、斑图和均匀放电3种形式[5]。相比较而言,大气压均匀DBD对工业应用(特别是材料处理等应用)尤为重要。关于均匀DBD的研究,早在1988年,Okazaki等就在大气压氦气中得到了均匀放电[6]。进一步的研究发现,均匀放电从放电机制上划分可分为两种:大气压辉光放电(APGD)和大气压汤森放电(APTD)[7]。在APTD中,电场是均匀分布的;而在APGD中,电场会在阴极附近达到最大值,形成阴极位降区。Massines等最先证实了氦气中均匀DBD的机制属于APGD[8]。除了氦气,在其他工作气体如氮气、混合丙酮的氩气中也产生了均匀DBD[9]。Trunec等最先获得了氖气中的均匀DBD,并研究了电压幅值、频率和气流对氖气DBD的影响[10]。研究表明,氖气中的均匀DBD和氦气中类似,仍属于APGD机制[11]。Brandenburg等也证实了氦气和氖气中的均匀放电属于APGD机制,并将该均匀放电的成因归功于低电场下存在的较高离化率[12]。……
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