第34卷，第2期 2014年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.34,No.2.pp308-311 February,2014
介质阻挡放电中体放电和沿面放电的光谱线形研究
董丽芳，赵龙虎，王永杰，高烨楠河北大学物理科学与技术学院，河北保定071002
摘要在放电间隙较大的介质阻挡放电中，利用高速照相机，同时观察到了体放电（VD)和沿面放电(SD)。采用光谱法，研究广VD和SD的光谱线形随放电参数的变化。在氧气介质阻挡放电中，测量广VL 和SD的ArI（2P-+1S)谱线展宽和频移随气压及放电间隙的变化。结果发现：SD的展宽和频移均比VD 的大，说明SD的电子密度高于VD的电子密度；随着压强从40kPa增大到60kPa，VD和SD的谱线展宽及频移均增加，表明它们的电子密度均随压强的增大而升高；随着d值从3.8mm增大到4.4mm，VD和
SD的谱线展宽也增加，反映它们的电子密度均随d值的增大而增加。关键词介质阻挡放电；体放电：沿面放电；谱线展宽；谱线频移
中图分类号：0461.2：0433.4
引言
文献标识码：A
介质阻挡放电汀（简称DBD)是一种典型的非平衡态交流气体放电，其具有装置简单、成本低及操作便捷等特点，在臭氧合成、灭菌消毒、污染物控制、蚀刻、材料表面改性、紫外光源以及等离子体显示器等工业领域39得到了广泛应用。介质阻挡放电的放电形式可分为二种：体放电（VD)和措面放电(SD)。由于介质阻挡放电特性决定着工业生产应用效率，因此，对它们的研究已成为近些年的热点。徐学基等研究了介质阻挡放电的性能与应用)，分别讨论了VD和SD 中的电荷转移和微放电对介质阻挡放电性能的影响。Pietsch 等研究了介质阻挡放电和臭氧的合成"，分别介绍了VD和 SD中的电荷转移，并讨论了介质阻挡放电中电场强度分布和能量密度对生产效率和臭氧合成的影响。Kogelschatz等报道了VD和SD的各种放电现象(2]，分别介绍了它们各自放电丝自组织形成的各种结构。但以上对VD和SD放电性能的研究均是分开的，没有同时对VD和SD放电性能进行深人的研究与对比。针对于此，本工作利用双水电极介质阻挡放电装置，同时实现了VD和SD，首次研究比较了VD和 SD的光谱线形随放电参数的变化。对深人研究同一系统中 VD和SD的放电性能及其在工业领域的应用具有重要意义。
收稿日期：2013-04-26，修订日期：2013-06-28
D0I : 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2014)02-0308-04 1实验部分
实验装置主要由高压电源、水电极、数字示波器（Tek-tronixDPO4104B）、高速照相机（HSFCpro）及光谱仪（AC-TONADVANCEDSP2750A等组成，如图1所示。两个装满水的内径为70mm的柱形容器作为水电极，每个水电极分别通过一金属圈连接到频率为60kHz的高压电源。电极的两端用厚度为1.5mm的玻璃密封，并作为介质层，层间放一块间隙d可调的框架。将上述放电装置放于充满含量为99.9%氟气的反应室中，气压变化范围是40～60kPa。电
高压电源国月入气口
间高速照相机
数字示波器
区
压力计
高压探头
电电器 CCD 光纤 2
出气口
卤
泰
国
PC-
光谱仪
Fig, 1Schematic diagram of the experimental setup
基金项目：国家自然科学基金项目（11175054），教育部博士点基金项目（20101301110001），河北省科技厅重点项目（11967135D），河北省教
育厅重点项目(ZD2010140)资助
作者简介：董丽芳，女，1963年生，河北大学物理科学与技术学院教授
e-mail : dongll@ mail., hbu. edu, cn