大气压级联辉光放电中射频放电对脉冲放电的影响
2021-05-08武晨瑜韩乾翰施政铭石建军
东华大学学报(自然科学版) 2021年2期
武晨瑜,韩乾翰,施政铭,郭 颖,张 菁,石建军
(东华大学 理学院,上海 201620)
介质阻挡放电适用于大气压条件下的非平衡放电,具有电子能量高、放电稳定,无需昂贵的真空设备等优势,在臭氧生成、污染控制、生物净化、薄膜沉积、激光、刻蚀等领域有着广泛的应用[1-4]。常见的介质阻挡放电,在千赫兹范围内由正弦电压源激励,并会在每半个周期的电压上升阶段产生一次放电,这限制了放电的稳定性及其产生的等离子体密度[5]。为提高放电稳定性,亚微秒级电压脉冲被用于脉冲介质阻挡放电,这将使得电压上升阶段和下降阶段分别发生一次放电。其中,上升沿放电由气体击穿引发,下降沿放电由上升沿放电产生并积累在介质板上的带电电荷引发[6],并且上升沿放电对整个脉冲阶段的放电具有重要影响。文献[7]研究表明,通过脉冲放电产生一定数量氧原子的能耗仅为使用正弦电压达到相同效果能耗的8%,即脉冲放电的能量效率比用正弦电压激励的放电效率高。优化脉冲参数可进一步增强这种优势,进而产生更好的应用性能。然而,由于控制参数较多,比如电压幅值、重复频率、上升沿和下降沿时间等,脉冲介质阻挡放电具有复杂的动力学特征[8-12]。对于兆赫兹范围内的脉冲调制射频放电,当射频放电结束后,放电空间中的剩余等离子体粒子会对下一次放电产生重要影响[13]。文献[14]研究发现,在调制射频放电之前引入脉冲放电,从而组成级联放电时,脉冲放电可对调制射频放电起到辅助作用。……
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