基于连续谱的氩气纳秒脉冲放电中电子温度的研究

陈传杰，樊永胜，方忠庆，王媛媛，孔维宾，周 锋*，王如刚

1. 盐城工学院信息工程学院，江苏 盐城 224051 2. 盐城工学院光电信息技术研究所，江苏 盐城 224051 3.盐城工学院汽车工程学院，江苏 盐城 224051

引 言

大气压纳秒脉冲放电(nanosecond pulsed discharge, NPD)可以在极短的时间内在驱动电极上施加数万甚至数十万伏的电压，从而能够在放电间隙获得很高的约化电场强度[1]。在强约化电场作用下，放电会产生大量的高能电子，这不仅可以有效地生成活性基团，而且能够抑制中性气体被过度加热。NPD是最为典型的低温等离子体之一，其非平衡特征表现为等离子体中各种粒子的各种运动自由度之间处于非平衡的状态，其中最显著的是电子温度远高于中性气体温度(Te≫Tg)[2]。因此，NPD被广泛应用于辅助燃烧、 生物医学、 材料制备、 表面改性和环境保护等领域[3]。

不同的低温等离子体应用对于放电状态参数的要求不尽相同，其中包括气体温度、 电子密度和温度以及活性粒子密度，等等[3]。电子温度是衡量等离子体中电子能量的物理量，而电子又是等离子体中最活跃的组分，它直接或间接决定着绝大部分的物理化学过程。光谱是等离子体诊断最为常用的手段之一，其中电子温度的诊断方法大致有： (1)玻尔兹曼斜率法[4]； 由于气体放电中处于高能级的原子或离子的激发与退激发平衡过程由电子碰撞主导，所以高能级激发态粒子趋于玻尔兹曼平衡分布，其激发温度可以表征高能电子的能量分布特征。……