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大气压非平衡等离子体射流的真空紫外光谱测量

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:上节对国内外在VUV光谱测量方面的研究工作进行了回顾。本节将对最近首次对He/Ar大气压非平衡等离子体射流及大气压空气等离子体中105nm以下的VUV辐射光谱进行测量的实验进行介绍。该测量基于一套真空差分系统,用于连接大气环境中的放电等离子体和真空紫外光谱仪内部的真空环境,它直接通过微孔连接,没有透光晶体阻挡。

大气压非平衡等离子体射流的真空紫外光谱测量

上节对国内外在VUV光谱测量方面的研究工作进行了回顾。本节将对最近首次对He/Ar大气压非平衡等离子体射流及大气压空气等离子体中105nm以下的VUV辐射光谱进行测量的实验进行介绍。该测量基于一套真空差分系统,用于连接大气环境中的放电等离子体和真空紫外光谱仪内部的真空环境,它直接通过微孔连接,没有透光晶体阻挡。

在氦气N-APPJ光谱测量中,中心波长58.4nm处检测到了明显的He原子共振谱线,该谱线波长远低于氧分子和氮分子电离能对应波长。通过人为混入少量氮气或氧气对惰性气体N-APPJ的VUV辐射进行有效调控。此外,氮分子激发态在98~103nm范围内辐射出的光子通常被认为是空气等离子体中光电离的辐射来源,而在N-APPJ和大气压空气等离子体中,均观测到了明显的相关谱线。图4.2.1介绍了N-APPJ用于实际应用和基础研究时,产生110nm以下VUV辐射的相关概念和机制[65]

多数现有的VUV等离子体源只能产生10eV左右或更低能量的光子,不足以直接电离常见的气体分子/原子,例如CO2、N2、O2[10,58~59,66~67]。中心波长为58.4nm的He原子谱线[68~69]对应光子能量为21.2eV,可直接电离O2、O、N甚至N2

[70~73],而这些分子或原子通常会影响到自然界和实验室中的大气压等离子体的特性。因此,本节所述实验结果,对光电离机制的研究有重要的参考价值,同时为低成本多用途N-APPJVUV辐射源的发展开辟了新的路径。(www.xing528.com)

图4.2.1 N-APPJ中110nm以下VUV辐射产生和调控机制,及其在自然界等离子体、实验室等离子体和技术应用等离子体中的相关应用[65]

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