微空心阴极放电与高压辉光放电等离子体源

首先综述了微空心阴极放电的基本原理,然后详细论述了微空心阴极维持的辉光放电(MCSD)以及MCSD的放电参数对产生大体积高压辉光放电等离子体源的影响,最后论述了MCSD运行方式对产生高压辉光放电等离子体源的影响。     

微空心阴极放电及其应用

微空心阴极放电（MHCD）是指阴极孔径为亚毫米量级时的高气压辉光放电。本文介绍了微空心阴极放电的研究进展，分析了其光谱特性，最后讨论了它的应用前景。     

微空心阴极放电作大体积辉光放电电子源的模拟研究

基于MATLAB与VC 混合语言，采用Monte Carlo模拟对高气压下亚毫米级微空心阴极放电(MHCD)在第三电极牵引下电子的运动过程进行了研究，计算出不同电压、不同的尺寸结构下，电子的空间分布和被牵引出MHCD的电子能量分布。从理论上分析了MHCD结构要求，以及电压等参量对出射电子的能量分布影响。     

微空心阴极放电试验用软开关电源的研究

微空心阴极放电（MHCD）是在普通空心阴极放电的基础上提出的一种高气压下亚毫米级微放电技术.将MHCD作为大体积辉光放电的外部电离源（即等离子体源）,可以解决高气压下大体积辉光放电不稳定的问题.在MHCD实验的基础上,研制出可对MHCD气体放电模式（连续/脉冲）和输出功率进行调控的开关电源.这种开关电源可以与单片机、微机等其他外部控制设备相连.该电源采用全桥软开关技术,串联谐振并联输出,4个MOSFET管为主控制元件,实现了高频工作,响应快速.脉冲模式工作时避免了开关管的硬开关,减小了高次谐波对电网干扰;无需镇流电阻也可实现气体稳定放电.     

一种用于小型激光器的新颖放电结构的放电性质研究

依据微空心阴极自持的辉光放电结构,设计了一款新颖的微小放电结构.用空气进行了有关的放电实验,稳定的直流辉光放电,放电气压最大能够达到66.7 kPa.放电的伏安特性具有正的斜坡,放电能够稳定地运行,而不需要个体镇流电阻.在气压为40 kPa和放电电流为60 mA时,放电等离子体中的电流密度估计为0.048 A/cm2,功率密度估计为52.8 W/cm3,电子密度估计为2.7×1013 cm-3.实验结果表明:这种高气压、大体积、高电子密度的放电等离子体能够用作小型激光器的工作介质.     

空心阴极激光器放电特性的研究

本文对开槽式Ｃｕ空心阴极激光器的放电特性进行了研究，主要内容包括放电器的伏安特性和等离子体参量。本文采用双探针法测量电子温度与电子密度，在我们的实验条件下，测得空心阴极放电中电子温度为２￣３ｅＶ，电子密度为１０＾１２￣１０＾１３ｃｍ＾－３的数量级范围内，显然它们都高于正常辉光放电正柱区中这些参量的数值。     

微空心阴极放电的仿真研究进展

微空心阴极放电是一种典型的非平衡高压微放电,可以在较低的放电电压下产生高浓度的稠密等离子体,研究潜力巨大.分析比较了目前主要的仿真模型:蒙特卡罗模型、流体模型、动力学模型(以粒子-蒙特卡罗模型为主)、混合模型和等效电路模型.这些模型均可以用于探索放电系统内部的发展规律:微空心阴极放电经历反常辉光放电、自脉冲和正常辉光放电三个阶段,最终达到放电稳态.其中自脉冲阶段等离子体密度达到峰值,是当前研究的热点.     

微空心阴极放电与准分子光源

微空心阴极放电是一种新颖的、非平衡、高气压辉光放电.综述了微空心阴极放电的基本原理;详细论述了微空心阴极放电中的准分子辐射,以及微空心阴极放电的放电方式(直流放电、脉冲放电、射频放电)对准分子辐射强度和效率的影响;最后论述了微空心阴极放电的运行方式(串联运行、并联运行)对准分子辐射的影响.     

外加磁场对微空心阴极放电的影响

采用C语言编程实现三维系综蒙特卡罗模型,外加磁场对微空心阴极放电的影响。研究结果显示,当气体压强和外加电压保持不变时,在微空心阴极放电系统中加入外部磁场后,对阴极方向上的电子密度分布变化不大,轴向和侧向上的电子漂移范围减小,电子能量向低能方向移动,但是外加磁场对高气压微空心阴极放电的影响整体上不如对低气压放电的影响明显。该研究结果对微空心阴极放电等离子体的机理研究具有一定的指导意义。     

小型激光器新颖放电结构的研究

根据微空心阴极自持放电(MCSD)基本结构设计的一种新型放电结构是把多个MCSD并联在一起构成多级放电链,产生高气压、大体积、高电流密度的均匀辉光放电等离子体,用来作为小型激光器的增益介质。利用该放电结构进行了空气放电实验,记录了放电等离子体图片,测量了放电的伏安特性曲线,发现该结构在整个放电区域都具有正的微分电阻系数。在气压P=26.7 kPa,放电电流I=40 mA时,估算放电等离子体中电流密度、电子密度和功率密度分别为6.4 A/cm2, 3.7×1015 cm-3, 4.67 kW/cm3。实验结果表明利用多个MCSD并联构成多级放电链制作小型激光器是可行的。     

脉冲供电的空心阴极放电中电子的能量和密度

空心阴极放电具有电子能量大和密度高等优点,特别是脉冲供电的空心阴极放电,它能给出比直流供电的空心阴极放电中高好几个数量级的电子密度,而且高能电子的比例也很高。这对于激发原子的高激发态,尤其是获得双电子激发态是相当适合的。然而,目前对于脉冲供电的空心阴极放电,尤其是对极短波长受激辐射最重要的电子的能量和密度以及随放电参数变化的关系等问题,有待深入研究。 在一个脉冲供电的空心阴极放电装置上,用圆柱型双探针系统测量了氩气电子的能量和密度以及随放电参数变化的关系。并与直流放电的结果作了比较。发现在脉冲放电的条件下电子的密度比在直流放电的条件下约高4个数量级,而电子的能量提高约4～13eV。     

一种自热式阴极的横向放电特性

本文以石墨阴极为例介绍了一种自热式阴极的横向放电特性,指出热电子发射是该阴极的主要机理。     

一种可获得均匀辉光放电的封离式直流横向激励气体放电结构的研究

找到了一种可用数百伏直流电源激励的封离式横向气体放电结构,充入CO_2工作气体进行实验,获得了较大体积的稳定的均匀辉光放电。从理论上估算了此种结构和传统的封离式结构中一定注入电功率下工作气体的最高温度,指出了降低该温度的途径。     

铀空心阴极放电中的光电流光谱

利用连续可调谐染料激光器和自制Kr-U空心阴极放电灯,在562～615nm波长范围内测得了共81条铀的光电流光谱线。     

纯铜双层辉光离子渗钛组织形成机理及性能分析

采用双层辉光离子渗金属技术对纯铜进行了渗钛处理。用配有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪和透射电子显微镜对合金层的显微组织形貌、钛含量分布、相组成及相结构类型进行了观察与测定，对合金层的形成机理进行了探讨，并对其性能进行了对比测定。结果表明：渗钛层由合金层和扩散层组成，合金层主要由TiCu (Cu)固溶体 TiCu4构成，TiCu4为Dla型有序相，TiCu为B2型有序相，扩散层为(Cu)固溶体。渗钛处理后纯铜的表面得到显著强化。     

空心阴极灯中激光泵浦铥原子荧光谱的测量

在铥空心阴极灯中,用波长分别为567.584,571.579,576.020,576.429,589.563及597.126nm的激光泵浦铥原子,对应各泵浦波长在371～684nm谱区内观察到相同的约74条荧光谱线,本文确定了相应荧光的跃迁能级及荧光强度。实验证明在空心阴极灯中铥原子能量的碰撞转移现象很剧烈。     

电子发射材料组成对Ba-W阴极性能的影响

利用TGA-DSC和XRD对阴极铝酸盐添加氧化钪(Sc2O3)前后的合成工艺、产物物相等进行了研究,对合成后铝酸盐与钨基的浸渍工艺、阴极的发射性能及蒸发速率进行了分析。结果表明:铝酸盐主晶相为Ba5CaAl4O12,添加w(Sc2O3)3%后,主晶相改变为Ba3CaAl2O7,熔点下降了48.5℃,铝酸盐的浸渍温度降低了130℃,浸渍度略有升高,保温时间缩短了0.5min。在阴极工作温度(1000～1100℃)范围之内,添加Sc2O3后制备的铝酸盐阴极直流发射密度是普通铝酸盐阴极的2倍以上;1100℃时平均蒸发速率是普通铝酸盐的61.5%,性能明显优于普通铝酸盐。