微波脉冲氮气等离子体发射光谱诊断技术研究

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1、AbstractMicrowavegeneratingplasmastechnologyisappliedtoindustryproductionveryearly.Recentlypeoplearemoreandmoreinterestedinpulsedmicrowavegeneratinglargeareauniformplasmas.Thispaperismainlystudyingonpulsedmicrowavedischargegeneratingnitrogenplasmasemission

2、spectrum,inpurposestoderivethevariationofdifferenttemperatures(vibrationaltemperature,rotationaltemperatureandelectronicexcitationtemperature)ofnitrogenplasmasindifferentdischargeconditions(differentpulsewidthanddifferentdischargepressures)andtrytoexplaint

3、herelationsofthosetemperatureswiththevariationofdifferentdischargeconditions.Astheresolutionofthespectroscopicinstrumentisnotabletodistinguishtherotationalpeaks,thestudiesonvibrationaltemperatureandrotationaltemperaturemainlyappliesthemethodsofsimulation.A

4、ndtheelectronicexcitationtemperaturedependsonthatthedischargeisstrongenoughtoproducetransitionsoftwostatesofelectrons.Thevariationofvibrationaltemperatureissimilartoelectronicexcitationtemperatureinexperiments,butthevariationofrotationaltemperatureisdiffer

5、entfromvibrationaltemperature.Andtheremaybeaprocessofenergiesexchangeinthosethreetemperatures.Keywords:VibrationaltemperatureRotationaltemperatureElectronicexcitationtemperatureMicrowave-pulseddischargeSpectrosopicmeasurement摘要IAbstractII1引言1.1论文的背景及研究意义(1

6、)1.2国内外研究概况(1)1.3本文主要内容(3)2等离子体理论基础2.1等离子体描基本性质(4)2.2等离子体描述方法介绍(6)2.3几种典型的非平衡等离子体(11)2.4本章小结(12)3发射光谱诊断技术基础3.1发射光谱诊断技术介绍(13)3.2利用原子发射光谱的特性来测量各类参数的一些具体做法…••…(14)3.3双原子分子发射光谱介绍㈤(17)3.4本章小结(24)4微波脉冲N等离子体测量过程4.1实验示意图与装置参数(25)4.2测量方法(26)4.3实验结果与讨论(33)4.4本章小结(36

7、)5总结与展望5.1总结(39)5.2展望(39)致谢(41)参考文献(42)附录攻读硕士学位期间发表的学术论文(47)1引言1.1论文的背景及研究意义微波等离子体在很早的时候就应用在工业生产和基础研究屮，例如气体击穿[M],材料表而处理⑺等，微波产生等离子体的方式较直流或者交流感应放电、电弧等离子体的优势在于微波更容易产牛大面积均匀等离子体。但是微波脉冲式放电产牛的等离子体的实验并不多，所以对这类等离子体的参数情况了解也比较少。最近的一些研究表明微波脉冲产生的等离子体具有一些新的特性2°],例如等离子体的

8、持续时间超过了微波脉宽时间，等离子体离子饱和电流在微波脉冲消失后的几个微秒到几十个微秒内会持续一段时间等现象。实验中采用非入侵式的发射光谱诊断方式是因为发射光谱诊断技术是对等离子体过程进行测量和诊断的最常用方法之一。发射光谱的谱线特征提供了等离子体中许多化学和物理过程的丰富信息，通过测量光谱谱线的波长和强度，就能识别等离子体中存在的各种粒子和中性基团。发射光谱主要有以下一些优点：①采用非侵入式方法，光谱仪安装在沉