研究目的
利用激光汤姆逊散射诊断技术研究流注放电等离子体的特性,特别是电子温度和电子密度。
研究成果
该研究成功应用激光汤姆逊散射(LTS)诊断技术测量流注放电等离子体中的电子温度和密度,测得电子温度为4至6电子伏特,电子密度量级为10^21每立方米。该方法展现出高时间与空间分辨率,能够观测这些参数随时间和位置的变化关系。
研究不足
该研究在特定实验条件下进行(施加电压的脉冲宽度为100纳秒,氦气压力为0.3兆帕),这可能限制了研究结果的普适性。电子温度和密度的测量精度可能受到校准方法和理论光谱拟合的影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光汤姆逊散射(LTS)诊断技术测量流注放电等离子体中的电子温度和密度。实验装置包含正压针-锥电极构型、用于观测的高速门控emICCD相机,以及产生和控制放电与汤姆逊散射的激光器。
2:样本选择与数据来源:
实验使用0.3 MPa压强下通入反应腔的氦气,放电产生于不锈钢针电极与黄铜锥电极之间。
3:3 MPa压强下通入反应腔的氦气,放电产生于不锈钢针电极与黄铜锥电极之间。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括ICCD相机(PI-MAX4:512EM)、激光器(Surelite-Ⅰ和Surelite-Ⅲ)、延迟发生器(DG645)、光谱仪、高压探头(PVM-5)、电流互感器(型号CT-F2.5)及数字示波器(RTO1024)。
4:5)、光谱仪、高压探头(PVM-5)、电流互感器(型号CT-F5)及数字示波器(RTO1024)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:实验包含流注放电的产生、传播观测及特定点位LTS诊断。ICCD相机曝光时间固定为5纳秒并与激光器同步。
5:数据分析方法:
电子温度和密度通过汤姆逊散射信号计算得出,光谱仪采用瑞利散射和拉曼散射信号进行校准。
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Delay generator
DG645
STANFORD RESEARCH SYSTEMS
Used to synchronize the cameras with the lasers.
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Digital oscilloscope
RTO1024
ROHDE& SCHWARZ
Recorded voltage signal, current signal, laser signal, and camera signal.
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ICCD camera
PI-MAX4:512EM
Princeton Instruments
Used to observe the streamer discharge and the Thomson scattering.
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Laser
Surelite-Ⅰ and Surelite-Ⅲ
continuum
One laser is used to control a switch that generates discharge. The other laser is irradiated between the electrodes in the reactor and used to generate Thomson scattering.
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High voltage probe
PVM-5
North Star High Voltage
Used to measure applied voltage to the needle electrode.
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Current transformer
Model CT-F2.5
Berogz instrumentation
Used to measure discharge current.
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