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[IEEE 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议(UWBUSIS) - 乌克兰敖德萨(2018.9.4-2018.9.7)] 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议(UWBUSIS) - 超短超强无线电脉冲对地球大气层和电离层的作用
摘要: 本文展示了超短超强无线电脉冲(具有不同持续时间和功率)作用于地球大气层和电离层时,所引发的电子温度与密度扰动的数值模拟结果。研究表明,在30-60公里高度范围内,电子密度可提升达12个数量级,而电子温度增幅约为10至100倍。同时估算了人工电离层形成所需的脉冲持续时间和功率参数。
关键词: 超短无线电脉冲、扰动、数值模拟、大气、电子温度、电离层、超强无线电脉冲、电子密度
更新于2025-09-23 15:21:21
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微腔介质阻挡放电的实验与模拟计算
摘要: 为研究微腔介质阻挡放电(MDBD)的放电机制及放电参数演化规律,基于介质板表面网格微结构电极装置搭建了实验平台。通过深入分析放电物理过程及实验结果,建立了MDBD放电等效电路模型。随后利用Matlab/Simulink与BOLSIG+软件联立求解基尔霍夫电压方程、玻尔兹曼方程及电子连续性方程,获得了包括气隙电压、介质表面电压、电子密度和电子温度在内的放电特征参数变化规律。结果表明:放电过程中气隙电压与介质表面电压略有下降,电子温度与电子密度变化趋势与放电电流一致;最大电子温度约3.0eV,平均值约1.6eV,其数值低于常规介质阻挡放电(DBD)。
关键词: 微腔、电子温度、介质阻挡放电、气体间隙电压、电子密度
更新于2025-09-23 15:21:21
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金属羰基溶液和纳米分散悬浮液在单泡与多泡声致发光过程中气泡内电子温度的光谱测量
摘要: 我们首次在十二烷中金属羰基化合物W(CO)6、Mo(CO)6、Cr(CO)6溶液的单泡声致发光过程中,以及水中、83%硫酸和74%磷酸中纳米分散Cr(CO)6悬浮液的单泡与多泡声致发光过程中,获得了金属原子的发射线光谱。通过声分散并过滤水中的Cr(CO)6晶体,制得了平均粒径为15-20纳米的纳米分散悬浮液。采用比较两条金属原子谱线强度的方法,测定了不同声解模式下空化气泡内达到的电子温度,该温度随声解模式、液体类型、饱和气体(氦、氩、氪)以及进入溶液或悬浮液的声能而变化,范围在(4.5-16)×103K之间。对于所有研究液体,多泡声致发光的平均电子温度比单泡声致发光低(2-2.5)×103K。
关键词: 单泡声致发光、多泡声致发光、金属羰基化合物、电子温度
更新于2025-09-23 15:21:21
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金在电子-声子非平衡状态下的热电子热反射系数
摘要: 金属的温度依赖性反射率通过热反射系数进行量化,该系数是一个取决于材料特性的参数,与金属能带结构、电子散射动力学及光子波长相关。短脉冲激光加热后,金属中的电子子系统可被驱动至远高于晶格温度的状态,从而产生独特的非平衡电子与声子散射动力学,形成有别于传统平衡态系数的"热电子"热反射效应。本研究通过超快泵浦-探测技术,对二氧化硅玻璃和蓝宝石衬底上的薄金膜进行解析定量与实验测量,成功获取该热电子热反射系数。我们不仅证实了在电子-声子非平衡状态下量化热反射率的能力,还验证了该系数与电子子系统绝对温度的预测依赖关系。本工作提出的方法为进一步理解和量化激发态散射效应对金属介电函数的影响提供了计量学手段。
关键词: 电子-声子散射、泵浦-探测技术、热反射法、德鲁德模型、电子温度
更新于2025-09-23 15:21:21
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研究目标温度升高及空腔约束尺寸对激光诱导等离子体的影响
摘要: 本工作研究了样品温度对调Q掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器在基频1064 nm波长下产生的镁(Mg)和钛(Ti)等离子体的影响。我们观察到提高样品温度显著增强了等离子体的发射强度。对比100°C与300°C工况下的发射峰值强度,记录到后者较前者出现显著提升。这些结果表明提高样品温度对等离子体发射强度具有重要影响。我们还研究了等离子体动力学特性,发现升高样品温度会降低镁样品表面周围的空气密度。空气密度的降低导致辐射过程减弱并减少碰撞概率。此外,随着等离子体膨胀,其压力也随之下降。另外,我们采用圆形和方形腔体约束钛等离子体,探究了腔体尺寸对钛等离子体的影响。观察到圆形和方形腔体均普遍提升了发射强度,这归因于腔体内等离子体产生的冲击波对等离子体起到压缩效应。
关键词: 电子温度,激光诱导击穿光谱,镁合金,电子密度,腔体约束,钛合金
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用皮秒激光诱导等离子体光谱技术研究激光参数对铜等离子体轮廓的影响
摘要: 激光诱导等离子体生成及其特性受激光参数和样品物理性质影响,在诸多应用领域中具有重要意义。本研究采用单发皮秒Nd:YAG激光,系统探究了激光波长与脉冲能量的优化组合对等离子体特性的影响。通过单发170皮秒激光脉冲(波长266/355/532/1064纳米,能量密度10-41焦耳/平方厘米)的激光诱导击穿光谱技术(LIPS),成功激发纯铜样品产生等离子体羽焰,并观测到Cu I 324.75、327.39、515.32及521.82纳米谱线强度?;诰植咳攘ρ胶?LTE)假设,分别通过玻尔兹曼图谱和等离子体谱线斯塔克展宽轮廓测定电子温度与密度。研究发现:随着激光波长增加和脉冲能量密度提升,电子温度从约10,000K升至20,000K,电子密度从约2×10^17 cm^-3增至1.5×10^18 cm^-3。该现象可归因于质量烧蚀率、逆轫致辐射及光电离效应随脉冲波长与能量的变化规律。本研究成果为通过精确调控皮秒脉冲参数来控制特定等离子体特性提供了新思路,该方法在材料科学光谱分析及等离子体相互作用动力学调控等领域具有重要应用价值。
关键词: 斯塔克展宽、皮秒、玻尔兹曼图、电子温度、局部热力学平衡、激光诱导等离子体光谱、铜、电子密度、等离子体羽流、激光诱导击穿光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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液体中脉冲激光烧蚀制备层状纳米材料的光学控制
摘要: 液相脉冲激光烧蚀技术通过结合化学与光学控制手段,能快速制备出尺寸、成分及晶相可控的纳米结构,且无需使用表面活性剂。我们在激光诱导的液相限域等离子体中测得极高温度(约8,400±1,300 K)、高压及高离子密度。这种独特条件与纳米颗粒形成过程中的快速冷却效应相结合,使材料相图中的极端区域成为可能。由此我们制备出具有特殊物理性质的亚稳态层状铜锌氢氧化物基纳米晶体,这些材料可作为二维无机半导体纳米材料的前驱体。
关键词: LTE光谱、光学控制、电子温度、层状纳米晶体、液体中脉冲激光烧蚀、激光诱导等离子体
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用朗缪尔探针表征评估激光烧蚀Zr等离子体的电子温度与电子密度及其与表面改性的关联
摘要: 采用Q开关Nd:YAG激光器(532 nm,6 ns)在不同辐照度(8.6至15.5 GW/cm2)下,通过朗缪尔探针技术研究了激光烧蚀锆(Zr)的等离子体参数。所有测量均在超高真空条件下进行,探针与靶材保持4 mm固定距离。通过调节偏压1至75 V,由示波器测量探针对应电流值。根据朗缪尔探针数据的I-V特性曲线,评估了激光诱导Zr等离子体的电子温度、电子数密度、等离子体电位、德拜长度和热速度等参数。研究发现:随着激光辐照度增加,Zr等离子体的电子温度(18-41 eV)和热速度(2.8×10?-4.3×10? cm/s)均呈上升趋势,这归因于能量沉积增加和烧蚀速率提升;但电子数密度在8.6-10.9 GW/cm2辐照度范围内仅从6.5×101?增至6.7×101? cm?3(增幅不显著),当辐照度进一步增至12-15.5 GW/cm2时,数密度反而从6.1×101?降至5.6×101? cm?3,此现象源于厚鞘层形成、双极电场及激光支持爆轰波(激波前沿)的作用。扫描电镜分析揭示了辐照后Zr的表面形貌特征,包括裂纹、脊状结构、锥体和晶粒。高辐照度下脊状结构消失,锥体和裂纹成为主导特征。通过调控等离子体参数可控制材料表面结构化,这在工业和医学领域具有广泛应用前景。
关键词: 电子温度、朗缪尔探针、激光等离子体、等离子体参数、电子数密度
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE脉冲功率与等离子体科学会议(PPPS) - 美国佛罗里达州奥兰多(2019.6.23-2019.6.29)] 2019年IEEE脉冲功率与等离子体科学会议(PPPS) - 高电离气体中流注放电的激光汤姆逊散射诊断技术
摘要: 流注放电等离子体作为一种非热等离子体,因其能产生活性自由基而受到全球关注,广泛应用于臭氧生成、氮氧化物等气体污染物分解、水净化、消毒、除臭及医疗等领域。其中,流注放电尖端(即流注头部)对自由基的产生尤为重要——放电对称轴上的流注头部区域存在峰值电场,可能催生多种类型的自由基。已有研究报道流注放电在NO去除效率和臭氧生成产量方面表现卓越。要改进气体处理方法,需理解流注放电及流注头部的物理特性(如电子温度与电子密度)。本研究通过高速门控emICCD相机观测正极性电压下针-锥电极间流注头部的传播过程,探究流注放电特性;随后采用非相干激光汤姆逊散射(LTS)诊断技术对正极性电压下的流注放电及流注头部进行检测。LTS诊断被认为是同步测量等离子体中电子温度与密度的最可靠技术,其时空分辨率高,可测定包括流注头部在内的放电区域内电子温度与密度的空间分布。测量点设于高压针电极尖端1mm和2mm处,在流注头部传播初始相位进行汤姆逊散射信号采集。结果显示:流注放电的电子温度为4-6eV,电子密度达10^21 m^-3量级。本研究证实LTS诊断技术能有效测量流注放电等离子体中的电子温度与密度。
关键词: 流注放电,电子温度,激光汤姆逊散射,非热等离子体,电子密度
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用打靶法和粒子群优化算法对量子级联激光器自洽方法进行优化
摘要: 我们提出一种数值优化方法来模拟中红外量子级联激光器的输出特性,其中考虑了子带电子温度(Tei)的影响。采用打靶法简化计算过程。当外加电场超过阈值时,该方法能给出精确的子带电子温度。计算结果与实验数据相符,从而证实考虑子带电子温度有助于深化对量子级联激光器的理解,并为未来实验工作提供指导。
关键词: 电子温度、量子级联激光器、红外、射击法
更新于2025-09-23 15:19:57