自组织等离子体光子晶体的光谱研究
本文选题:等离子体光子晶体 + 介质阻挡放电 ; 参考:《人工晶体学报》2016年02期
【摘要】:利用双水电极介质阻挡放电装置,在空气和氩气组成的混合气体气体放电中,观察到了一种由放电丝自组织而形成的等离子体光子晶体。该晶体的结构由多个四边形的晶胞构成。每个晶胞由中心点、交叉点及连线组成,分别对应细等离子体柱、粗等离子体柱和片状等离子体。利用发射光谱法,研究了处于不同位置的等离子体状态,以及等离子体参量随着氩气含量的变化趋势。通过采集氮分子(N2)第二正带系(C3Πu→B3Πg)发射谱线,分别计算出了不同位置的等离子体的分子振动温度。通过氩原子696.57 nm(2P2→1S5)谱线的展宽,研究了不同位置的电子密度。实验结果表明:不同位置的等离子体具有不同的分子振动温度和电子密度。即他们所处的等离子体状态是不同的。在相同的氩气含量下,粗等离子体柱、细等离子体柱和片状等离子体的分子振动温度依次增高,且均随着氩气含量的增加而下降。在相同的氩气含量下,粗等离子体柱、细等离子体柱,片状等离子体的电子密度依次减小,且随着氩气含量的增加而下降。因为等离子体电子密度不同,对光的折射率是不同的,因此在该晶体结构中,粗等离子体柱、细等离子体柱,片状等离子体具有的折射率是不同的,他们与周围未放电的区域自组织形成了结构比较复杂的等离子体光子晶体。
[Abstract]:A two water electrode dielectric barrier discharge device is used to observe a kind of plasma photonic crystal formed by the self organized discharge wire in air and argon gas discharge. The structure of the crystal consists of a number of quadrangular cells. Each cell consists of a center point, a cross point and a connection. The plasma state in different positions and the changing trend of plasma parameters along with the content of argon are studied by the emission spectrum method. The plasma points of different positions are calculated by collecting the emission lines of the nitrogen molecule (N2) second positive band (C3 u to B3 g). The electron density of different positions is studied by the broadening of the 696.57 nm (2P2 to 1S5) spectrum of argon atom. The experimental results show that the plasma of different positions has different molecular vibration temperature and electron density. That is, the plasma state is different. Under the same argon content, the thick plasma column is fine. The molecular vibration temperature of the plasma column and the plasma plasma increases in turn and decreases with the increase of argon content. Under the same argon content, the electron density of the plasma column, the fine plasma column and the flake plasma decreases in turn, and decreases with the increase of the argon content. The refractive index of light is different, so in the crystal structure, the refractive index of the thick plasma column, the thin plasma column and the flake plasma is different, and they form the complex structure of the plasma photonic crystal with the surrounding undischarged regions.
【作者单位】: 河北省光电信息材料重点实验室;河北大学物理科学与技术学院;
【基金】:国家自然科学基金(11375051) 河北省教育厅项目(LJRC011)
【分类号】:O734
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,本文编号:2037746
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