第30卷，第12期 2010年12月
光谱学，
与光诺分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
狭缝微放电等离子体参数的光谱测
董丽芳，吕英辉，刘为远，岳
晗，卢
宁，李新春
河北大学物理科学与技术学院，河北保定
071002
Vol.30,No. 12.pp3183-3185
December,2010
摘要利用平行管水电极介质阻挡放电装置，在氢气和空气混合气体中，得到了狭缝微放电等离子体。利用发射光谱法，研究了此放电中分子振动温度、分子转动温度和电子的平均能量随气体压强的变化。通过氮分子第二正带系（C"Ⅱ。→B"Ⅱ，)的发射谱线计算了氮分子的振动温度；利用氮分子离子（N）的第一负带系（B"对→+X"寸）的发射谱线计算了氮分子的转动温度；测量了氮分子离子391.4nm和激发态的氮分子 337.1nm两条发射谱线的相对强度之比，研究了电子能量的变化。结果表明，当所强从60kPa增大到100
kPa，分子振动温度及分子转动温度均减小，氮分子离子谱线与激发态的氮分子谱线的强度之比亦减小。关键调狭缝微放电等离子体；分子振动温度；分子转动温度；电子平均能量
中图分类号：0461.2;0433.4
引言
文献标识码：A
微放电等离子体，是指空间特征尺度限制在亚毫米量级的等离子体。它通常由微孔阴极放电（MHCDS)[")、射颗放电和狭缝放电获得。近年来，微放电等离子体广泛用于污染物控制、平面等离子体显示技术、杀菌和微化学分析系统(2-5)等，除此之外等离子体狭缝放电还可用于薄膜材料的
大面积处现6.7)
泛的关注。
马起人购联放电更为
等离子体的性质由其状态参数决定，特别是等离子体的温度
决定了等离
体的基本宏观性质，因此酬量等离子体的温
度，无论对于等离子体物理学的研究，
盘
工业应用的优化
和改进都具有十分重要的意义(19)
，Yalin小组对空心狭缝电
极产生的射频驱动微等离子体的电学和光学特性进行了研究[的]
Kim研究组在大气压空气微波受激狭缝微放电实验中，测量了微等离子体的转动温度[)(气体温度)；Koo等使用纳米多孔氧化铝膜覆盖的两个平行铝管介质阻挡放电装置，获得了狭缝微放电等离子体，并估测了微放电等离子体的转动温度和电子密度值(")，但迄今为止，尚未见到微放电等离子体温度随气压变化的研究。本工作应用本实验小组独创的平行管水电极介质阻挡狭缝放电装置，在空气(95%)和氢气(5%)的混合气体中产生了微放电等离子体。采用发射光谱法，研究了分子振动温度、转动温度及电子平均能量随气体尿强的变化关系。此结果为介质阻挡狭缝放电机制的研究提供了基础数据，并对其他微放电等离子体参量的测量及
DOl; 10.3964/j. issn.10000593(2010)12-3183-03 其在工业领域的应用具有比较重要的参考价值，
实验装置 1
实验装置如图1所示。与电源两极相连的两根金属丝，分别浸人长10cm、内外直径分别为0.8和1cm的两个平行玻璃管所充满的水中。玻璃管壁充当放电时的介质层。两聘管间的气家间距为0.1mm。交流电源的频率为40kHz 其降值电压在0~12kV范围内连续可调，高压探头（Tek tronixP6015A，1000Xd)用来测量电压。放电电流信号通过微量500电阻上的电压得到。电流和电压信号由数字示波器（Agilent，DSO6054A，500MHz)记录并储存。放电产生的等离子体发出的光通过焦距10cm的透镜会案后由光纤导人光讲仪（型号：ACTONSP-2785，1340X400pixels），通过计算机控制采集并存储。
High volkage peobe
AC Apply
Digial oscilloscope
Lue
Fig1
Schematic diagram of the experimental setup
收稿日期：2010-02-08，修订日期：2010-05-12
基金项目：国家自然科学基金项日(10775037)和河北省白然科学基金项目（A2008000564)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万方数据
e-msil; donglf@mail. hbu, edu cn