纳秒脉冲放电能量弛豫机制研究

发布时间：2023-06-03 20:11

　　纳秒脉冲放电等离子体具有能量利用率高,均匀性好,非热平衡等优点,成为近年来的研究热点。但纳秒脉冲放电离子体中物理化学反应过程复杂多样,时间跨度大,给其可控应用也带来了困难。本文利用发射光谱技术,相干反斯托克斯拉曼散射光谱技术,研究了大气压纳秒脉冲放电射流等离子体及纳秒脉冲针-针火花放电等离子体中的氮分子振动布居演化过程,主要研究内容如下:1.本文利用时空分辨发射光谱技术,电流电压特性诊断了大气压射流等离子体在生成和传播过程中的分子振动能量弛豫过程,活性物种演化机制,及流光头部传播速度。记录并分析了放电图像,电流电压波形图,氮分子第二正带,氮分子离子第一负带,及氦原子时空分辨发射光谱,研究了氮分子C态的相对振动布居演化过程及单次放电中主要的动力学过程。探究了脉冲峰值电压对发射光谱强度,氮分子C态振动布居,及流光头部传播速度的影响。研究发现,当脉冲峰值电压为5-9 kV时,射流等离子体流光头部的传播速度大约为10⁵ m/s,并且流光头部传播速度和发射光谱强度都随脉冲峰值电压的增加而增加。氮分子第二正带发射光谱强度的上升沿时间只有10 ns而下降沿有几十ns。在等离子体...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 引言
    1.1 纳秒脉冲放电
        1.1.1 纳秒脉冲放电基本模型
    1.2 纳秒脉冲放电等离子体的研究背景与意义
    1.3 纳秒脉冲放电等离子体研究现状
    1.4 本文的研究目的与内容
2 实验装置与实验方法
    2.1 纳秒脉冲放电射流等离子体实验装置及实验方法
        2.1.1 纳秒脉冲放电射流等离子体实验装置
        2.1.2 纳秒脉冲放电射流等离子体实验方法
    2.2 纳秒脉冲针-针火花放电等离子体诊断研究实验装置与实验方法
        2.2.1 纳秒脉冲针-针火花放电实验装置
    2.3 相干反斯托克斯拉曼散射光谱
        2.3.1 CARS过程理论背景简介
        2.3.2 分子内能
        2.3.3 CARS公式推导
        2.3.4 CARS相位匹配条件
        2.3.5 染料激光器
        2.3.6 CARS诊断系统搭建
3 大气压纳秒脉冲放电射流等离子体诊断研究
    3.1 大气压射流等离子体光学和电学特性诊断研究
    3.2 不同活性粒子的时空分辨发射光谱
    3.3 N₂(C)相对振动布局的时间演化过程
    3.4 脉冲峰值电压对发射光谱强度和光谱寿命的影响
    3.5 大气压射流等离子体的空间传播过程
4 纳秒脉冲针-针火花放电诊断研究
    4.1 电学特性诊断
    4.2 纳秒脉冲针-针火花放电时间演化特性诊断
    4.3 纳秒脉冲针-针火花放电振动布居演化过程诊断
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3829962