第33卷：第5期 2013年5月
光谱学与光
谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
同轴介质阻挡放电中活性粒子的光谱检测
李雪辰，常媛媛，贾鹏英
Vol.33,No.5,pp1167-1170
May，2013
河北大学物理科学与技术学院，河北省光电信息材料重点实验室，河北保定071002
摘要同轴介质阻挡放电具有广泛的应用前景。采用光学方法，利用水电极介质阻挡放电装置，对空气同轴介质阻挡放电特性及活性粒子光谱强度进行了研究。光谱测量结果发现放电发射谱中存在777.5和844.6 nm的氧原子谱线，表明等离子体中产生了高化学活性的氧原子。测量了放电中氧原子谱线强度随物理参数(外加电压、流量和含量)的变化关系。结果发现氧原子谱线强度随着外加电压的增加面增强；随着流量或氢气含量(空气中混人少量氢气)的增加，谱线强度先增大后减小，当流量为30L·min-或者氢气含量为 16.7%时氧原子谱线强度达到最大值。
关键词同轴DBD；发射光谱；氧原子；活性粒子
中图分类号：O433.1：0433.4
引言
文献标识码：A
介质阻挡放电(DBD)是一种有绝缘介质插入放电空间(覆盖在电极上或者悬挂在放电空间)的高电压气体放电。 DBD在大气压条件下可产生稳定的非平衡态低温等离子体，不仅摆脱了真空装置，降低了生产成本，也有利于工业流水线作业。面对大规模工业生产的需要，DBD成为大气压非平衡态低温等离子体产生的重要手段。被广泛的应用于材料生长")、臭氧合成、等离子体显示("、表面改性(")、汽车尾气处理[]、被服的杀菌消毒[5]等领域。
按照装置的不同，DBD有平行平板DBD、同轴DBD等。平行平板DBD一般呈微放电丝模式，随着工作气体和放电参数的改变平行平板DBD可以形成微放电丝模式和均勾辉光模式。相对比较而言，平行平板DBD的研究较为深人，但同轴DBD的研究基少，仅有的研究一般均是在情性气体中进行。王德真等[数值模拟了氮气同轴DBD的放电特性。2008 年本课题组研究了氢气同轴DBD的放电特性()。虽然DBD 可以产生大量的活性粒子，Ono等("利用激光诱导荧光法测量了脉冲电晕放电的臭氧和OH自由基的浓度。但关于空气同轴DBD的放电特性及活性粒子（如原子氧，氢氧自由基等)的浓度仍不清楚。
针对本工作利用同轴DBD装置产生了稳定的大气压空
DOI; 10. 3964/j. issn. 10000593(2013)05-1167-04
气放电等离子体。利用发射光谱法对放电产生的氧原子谱线强度随外加电压、流量和含量的变化进行了空间分辨测量。
实验部分
图1为实验装置图。放电发生在同轴介质(玻璃材质)管内，同轴玻璃管与位于中心的钨针共轴放置。玻璃管长为 16.5cm，外玻璃管直径为2cm、内玻璃管直径为1cm，两个玻璃管厚度均为1mm。玻璃管之间充满水，并用水泵使
Oscilloscope
UPMT
HVpro
H.V.source PC
Air flow Lens to tank
DBD
topump
DLen fibe
CCD
Monochromator
Fig, 1 Schematic diagram of the experimental setup
收稿日期：2012-07-27，修订日期：2012-10-30
基金项目：国家自然科学基金项目（10805013,51077035)，河北省杰出青年基金项目（A2012201045），教育部科技研究重点项目（210014)，
河北省自然科学基金资助项目（A2011201132，A2009000149)和河北省教育厅优秀青年项目（Y2011120)资助
作者简介：李雪辰，1976年生，河北大学物理科学与技术学院教授万方数据
e-mail; xuechenli@126. com; xcli@hbu. cn