第30卷，第5期 2010年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 30,No. 5, ppl167-1170
May,2010
大气压下石英毛细管内氩等离子体放电的发射光谱诊断
黄文同，李寿哲，郭卿超，张家良，王德真，马腾才
三束材料改性教育部重点实验室(大连理工大学)，大连理工大学物理与光电工程学院，辽宁大连116024
子密度的大气压等离子体，利用发射光谱对所获得的等离子体的儿个重要参数进行了诊断。利用计算机谱线拟合法合成了300nm附近OH(A-X)的(0-0)转动谱带并通过与测虽谱线的比较确定了等离子体的气体温度，根据H谱线Stark展宽法计算了等离子体的电子密度，采用玻尔兹曼曲线斜率法依据测得的有关氢的发射光谱估算了等离子体的电子温度。研究结果表明，这种石英毛细管内弧光放电等离子体的气体温度约
为(1100士50)K；电子密度数基级在10*cm"3，电子温度约为(14515士500)K，关键词等离子体放电：Stark展宽；转动温度：电子密度；电子温度
中图分类号：0536 引言
文献标识码：A
DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2010)05-1167-04
管两端，工作气体从高压端针尖内部流人，通过石英管，至管口接地针尖内部再进人大气。利用交流电源提供高压，在两个针尖之间的石英管内部产生20cm长的等离子体放电通
近年来，大气压非平衡等离子体展示出了未来在非真空低温条件下处理气体和固体原料的基本工艺的前景。特别是大气压等离子体射流对于聚合物表面的亲水性处理以及医学上的应用引起了国内外研究人员越来越多的关注U4)，Uhm 等利用空气等离子体进行了若干材料表面的亲水性处理，效果显著；Hong等*)利用氨等离子体射流处理了老鼠坏死的皮肤组织；Zhangl"等利用Ar/O等离子体射流极大地抑制了癌细胞的存活率。但是，有关这类等离子体射流的内部机制却未得到充分展示，也未获得一些重要的等离子体参数，尤其是电子密度和电子温度，它们是表征等离子体状态的最重要最基本的物理参数，因此是研究大气压非平衡等离子体不可或缺的要素。本文通过测得石英毛细管内弧光放电等离子体的发射光谱，测定了氢等离子体的气体温度、电子
密度和电子温度。 1
实验装置与方法
实验装置示意图如图1所示，两个内径1.0mm，外径 1.5mm的普通医用不锈钢针头分别作为高压电极和接地电极，紧密地嵌人一根内径1.8mm，外径3.3mm的石英毛细
收稿日期：2009-05-28，修订日期：2009-08-29
道。交流电源的频率为45kHz，电k调节范围为0~30kV，放电气体为氢气。高压探头(TektronixP6015A，1000X)和电流操头(Pearson4100)用来测外加电压和放电电流。等离子体发出的光由分光计（ActonResearchSpectropro-2500i，光栅2400条·mm"，闪耀波长240nm)分光后，再由CCD探测器(1340X400pixels)输出，最后经计算机采集处理
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Schematic diagram of the experimental setup
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基金项目：函家自然科学基金项月（50777004，1077502610675028)和教育部留学归国人员科研启动基金项目（20071108)资助
作者简介：黄文同，1985年生，大连理工大学物理与光电工程学院硕士研究生
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