第31卷，第3期 2011年3月
光谱学与光讲分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
空心阴极放电条纹特性的光谱诊断
何寿杰1.2，何
锋，李
赏1，欧阳吉庭1.
1.北京理T大学理学院，北京100081
071002
2，河北大学物理科学与技术学院，河北保定
Vol. 31, No. 3, pp608-611
March,2011
摘要利用发射光谱法，研究了阅柱型空心阴极放电条纹的特性。测量了条纹区的发射光谱，在此基础上计算得到了电子激发温度、相对电子密度和电子平均能量的空间分布特性。结果表明条纹区的光强、电子激发温度和电子密度均垒非等幅的周期性变化。与暗纹中心处相比，明纹中心具有较高的电子激发温度和较低的电子密度。由阴极向阳极，明纹中心处的电子激发温度幅值逐渐减小。此外，条纹区的电子激发温度随着电流的增加而增加。
关键词
空心明极放电；条纹；发射光谱；电子激发温度；电子密度
中图分类号：0657.3
引
言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)03-0608-04
L0.25cm的空心图柱型金属商，阳极为一薄片，电极材料均为铜，电极外表面用云母覆意。阴极和阳极之闻为一内直经1cm，长12cm的石美管。放电系统被置于真空案内，
发光条纹是气体放电中出现的一种典型的不稳定现象，其特征为正柱区中沿电场方向存在强弱相间的剧期性发光条纹"。早在19世纪，人们就观察到了直流放电中的发光条纹，继而在高频放电、介质阻挡放电以及微波放电实验中也观察到了发光条纹(2.3)。由于它在多种等离子体系统的研究中有券重要的参考价值，自从发现以来一直是人们研究的热点课题之一。但是至今人们对于其形成机理和特性仍然存在很多争论，因此放电过程中条纹的等离子体参数（电子激发温度、电子密度、电场等)依然是人们研究的热点课题之一
测量气体放电等离子体参量的常用方法有静电探针法、微波法以及光谱法等。其中，光谱法作为一种非介人诊断技术有着其他方法无可比拟的优势，它对不同尺寸、均勾或非均匀等离子体等都可进行精确诊断，不仅适用于稳态还可应用于瞬态等离子体的测定(-3]。本文利用发射光谱法研究了一种柱型空心阴极放电形成的条纹及其等离子体参数的分布
特性。 1
实验装置与方法 1.1实验装置
实验装置如图1所示，阴极为内直径D=1cm，深度收稿日期：2010-01-30，修订日期：2010-06-15
基金项目：国家自然科学基金项目（10875010)资助
作者简介：何寿杰，1979年生，河北大学物理科学与技术学院讲师
通讯联系人
万方数据
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直空室分别设有进气阅和出气阀两个阀门，控制气体的进出，可以调节真空室内气体所强。真空室右侧开有一观察窗口，用于观察室内放电情况。外接光纤可以将光信号输人发射光谱仪(HR4000CG)进行光谱的测量。阴极通过一个500 0的限流电阻与高压直流电源相连，阴极电压由示波器测量。阳极通过电流表接地，放电电流由电流表给出。实验中所用气体为氢气。
如图1所示，取空心阴极出口处坐标为工=0cm，从阴极指向阳极的方向为工轴正方向。利用光纤沿工轴方向进行逐点扫描测量得到效电管轴心不同位置处发射光谐。
电话
气司出气阀
o
98
附极
示波器
我园光动
Fig 1Schematic of experimental set-up
1.2电子激发温度计算方法
根据原子光谐发射理论，可以由等离子体发射光谱计算其电子激发温度。这里我们采用一种在气体放电测量中广泛 e-mail; heshou@bit, edu cn