流体-亚稳态原子传输混合模型模拟空心阴极放电特性*

何寿杰 哈 静 刘志强 欧阳吉庭 何 锋

1)(河北大学物理科学与技术学院，保定 071002)

2)(河北农业大学理学院，保定 071001)

3)(北京理工大学物理学院，北京 100081)

(2012年10月9日收到;2012年11月20日收到修改稿)

1 引言

空心阴极放电由于具有高密度等离子体、高电流密度和低维持电压等特点在光源、光探测器、光谱分析、材料处理等领域具有广泛的应用前景[1-3].但是空心阴极放电由于其特殊的空腔状结构，特别是对于电极尺寸为微米量级的微空心阴极放电，诸多等离子体诊断技术并不适用，因此有必要借助于数值模拟的方法对其进行研究.

流体模型由于计算时间短，同时能较好的反应空心阴极放电的特性，已广泛应用于空心阴极放电的模拟研究中.Gu等[4]、施芸城等[5]研究了管型空心阴极放电的放电特性.夏广庆等[6]、Wang等[7]对三明治结构空心阴极放电进行了模拟研究.但是在以上的模拟研究中，只考虑了电子和离子的分布特性，并没有考虑亚稳态原子的时空演化特性.而在很多利用流体-蒙特卡罗模型对空心阴极放电进行的模拟研究中同样忽略了分步电离等对新电子产生的影响[8,9].但是亚稳态原子是气体放电反应中一种重要的活性粒子，为了能够更加准确的反应空心阴极放电的放电特性，有必要在放电模型中加入亚稳态原子传输模型.

本文分别利用单一流体模型和流体-亚稳态原子传输混合模型模拟了矩形空心阴极的放电特性;通过比较两种模型模拟得到……