用PLRC-FDTD法计算微波在激光等离子体中的反射和透射系数

用分段线性递归卷积时域有限差分(PLRC-FDTD)数值方法,研究了激光等离子体对微波传输特性的影响。应用该方法计算了微波的反射和透射系数。结果表明:对于均匀等离子体,等离子体频率越大,反射系数越大,透射系数越小;反射系数几乎为0 dB的带宽随等离子体频率的增加而增加;电子碰撞频率越高,反射系数越小,透射系数越大;非均匀等离子体不利于强反射的实现。研究结果为激光等离子体隐身技术提供了理论支持。     

二维大气等离子体层对雷达波的反射特性

利用时域有限差分法(FDTD)对雷达波在二维大气等离子体中传播的反射率进行了数值计算.计算结果表明,在其他条件相同的情况下,大气平板型分布的等离子体层对雷达波的反射率分别取决于入射波参数:电磁波的入射角θ;电磁波入射波频率f;电磁波传播模式(TM波,TE波)以及等离子体参数;等离子体的电子密度剖面;电子与中性粒子碰撞频率νe0;等离子体厚度d.该研究结果为提高组合介质的雷达波衰减性能研究提供理论依据.     

微等离子体

本文作者约翰·J·博林杰(John J.Bollinger)和戴维·J·瓦因兰(David J.Wineland)是美国国家标准和技术研究所的物理学家。他们关于微等离子体的研究是在发展储存离子高分辨率光谱技术中逐渐形成的。     

微波电子回旋共振等离子体放电特性研究

为了深刻理解微波电子回旋共振(ECR)等离子体的物理机制、瞬态过程以及空间分布特性,首先利用光栅光谱仪对ECR氮等离子体发射光谱进行了研究,然后利用朗缪尔双探针测量了装置反应室内等离子体密度的空间分布,并分析了放电气压对等离子体空间分布的影响,结果表明: ECR氮等离子体中主要发生的是碰撞激发、碰撞电离,碰撞离解等微观过程,且等离子体的主要成分是激发态的 ;受磁场梯度影响的反应室上游区,等离子体分布不均匀,受等离子体密度梯度影响的下游区,等离子体则具有良好的均匀性;对于特定的微波功率(PW=400W),放电气压存在一个最佳值(p=0.07Pa).     

4 kPa下长间隙工频放电等离子体发展机理研究

为研究低气压下长空气间隙工频放电等离子体发展机理,利用低气压放电试验平台对4 k Pa下600 mm棒-板间隙进行了放电试验研究,得到该条件下等离子体发展特征并对其机理进行分析。研究结果表明:4 k Pa下棒电极下行等离子体发展的同时板电极出现电晕亮斑,板电极上行等离子体通道对周围放电的抑制作用较弱可同时发展多条等离子体通道,且等离子体通道自棒电极发展的速度较板电极大;间隙击穿后等离子体通道出现"飘弧"现象且在发展路径上具有选择性。研究结果为低气压下工频放电特性研究提供试验参考。     

FDTD算法在等离子体振子天线辐射特性分析中的应用

采用了FDTD算法,结合MATLAB软件对不同等离子体参数(密度、碰撞频率)及不同工作信号频段下的等离子体柱天线S参数和归一化电场辐射方向图进行了仿真计算;并分析了等离子体参数变化时所对应的天线电参数变化规律。研究结果表明:等离子体天线的各种电参数会随着等离子体参数及信号频率的变化而改变,进而达到控制等离子体天线辐射特性的目的。     

“东方超环”创两项世界纪录

正本刊讯近日,被称为"人造太阳"实验装置的东方超环(EAST)超导托卡马克2012年物理实验顺利结束,创造了两项托卡马克运行的世界纪录:获得超过400秒的2000万度高参数偏滤器等离子体;获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电,标志着我国在稳态高约束等离子体研究方面走在世界前列。高参数、高约束模式偏滤器等离子体是未来聚变托卡马克放电的最基本运行方式。     

超短激光脉冲在非均匀等离子体中的传输特性

用一维粒子模拟研究了超短激光脉冲在非均匀等离子体中传输时产生的光孤子结构和脉冲的分裂现象.比较了不同的激光强度和等离子体密度梯度对脉冲传播的影响.研究表明:超短激光脉冲在非均匀等离子体中传播时能产生传输的类孤子结构;随着入射激光强度的增大,等离子体对激光的反射密度反而减小,孤子脉冲的平均传播速度也减小;随着等离子体密度梯度的增大,等离子体对激光的反射密度变大,孤子脉冲的平均传播速度减小,孤子脉冲传播到高密度梯度的等离子体区域时,发生了全反射,反射的孤子脉冲在传播过程中由于能量的损失,低频脉冲被等离子体俘获,形成后孤子,而高频脉冲则继续传播,使得脉冲分裂.     

磁场对激光等离子体特性的影响

激光等离子体极紫外光源中的碎屑问题影响极紫外光源的稳定性及光源输出效率。针对该问题,研究了磁场对Nd:YAG激光Sn等离子体特性及极紫外辐射特性的影响,并且在0.6 T的磁场作用下,对激光等离子体光源中产生的离子碎屑进行了详细的对比研究。结果表明,外加0.6 T磁场可以有效减缓离子碎屑;由于磁场的约束,发射光谱也比未加磁场前有明显增强,计算得到的同时刻的电子密度是未加磁场的2.5倍;同时,探测到的极紫外辐射光谱并未受到磁场的影响。     

激光诱导Cu合金等离子体光谱特性实验研究

采用调Q Nd:YAG激光器激发诱导Cu合金的等离子体,系统研究了等离子体光谱强度随时间演化特性,并探究了不同环境气氛对激光诱导等离子体光谱强度的影响.实验结果表明:信噪比最佳的延时选择与分析光谱线激发电位密切相关,而受环境气氛、分析元素的熔点、沸点影响不大;氩气和氦-氩混合气体环境与空气环境相比,激光诱导等离子体光谱强度明显增强.     

激光与线性递增等离子体作用的非线性过程研究

利用四阶Runge-Kutta法进行数值求解,研究了密度梯度尺度、等离子体初始密度和激光强度对强激光与密度线性递增等离子体的自聚焦效应的影响。研究表明:密度梯度尺度越小,束腰宽度受相对论自聚焦的影响越大,又由于等离子体密度的线性递增分布,峰值会逐渐减小;密度线性递增,相对论自聚焦的效果越明显,之后束腰宽度峰值会由于不均匀密度项的影响而逐渐减小;随着激光强度的增大,在密度线性递增等离子体中,衍射作用越明显,越不利于自聚焦的产生。所得结果对强激光与线性递增等离子体产生自聚焦方案具有理论指导意义。     

不同等离子体源作用下的H_2O_2生成比较研究（英文）

H2O2是一种强氧化剂,能够通过各种等离子体源有效生成.文章主要讨论3种不同等离子体源作用下的H2O2生成:AC针-生理盐水电极空气等离子体、He/H2O射流等离子体和Ar/H2O射流等离子体.生理盐水由于其在生物医学上的广泛应用而作为文章中等离子体处理的试样.文章对不同等离子体源作用下,生理盐水中生成的H2O2浓度、生成率和能量利用率进行了比较研究.研究表明:He/H2O射流等离子体在Fmoist=200 sccm时能够最为有效地生成H2O2,暗示出其可以作为最合适的等离子体源在液体中有效生成H2O2.     

飞秒脉冲激光沉积法的动力学过程实验研究

用钛宝石飞秒激光器将最大峰值功率密度为1.14×1013 W/cm2的激光作用在Bi4Ti3O12陶瓷靶、Cu靶、FeSi2合金靶上,研究产生等离子体羽的颜色和形状一般规律:内芯均为白色对应于高温高压等离子体;紧跟内芯的是等离子体的复合形成中性粒子的区域;颜色单一的外层是温度较低的中性粒子和低温等离子体区.飞秒脉冲激光产生的等离子体呈cos4θ的角分布.在准分子脉冲激光沉积下衬底温度为500℃时-FeSi2薄膜的生长模式是Volmer-Weber模式,衬底温度为550℃时β-FeSi2薄膜的生长是Stranski-Krastanov模式.实验发现飞秒激光沉积技术能解决传统PLD法中产生大尺寸微滴的缺陷.     

电弧放电减弱激波强度的仿真研究

为了研究电弧等离子体数学建模,首先分析了等离子体与超声速流场相互作用的机理,然后开展了不同放电组数、放电位置与电弧温度对激波减阻效果影响的仿真研究。结果表明:随着激励位置的前移,主流激波强度减小;随着激励组数的增加,主流激波前移,主流激波强度减小;热量源项温度存在一个阈值,能够使流场出现热节流现象。因此当温度继续增大后,激波变化不明显。最后进行了实验验证。研究结果表明施加等离子体激励减弱了尖劈前方斜激波的强度。同时,进一步证明了等离子体与超声速流场耦合的热机理。     

等离子体的热力学研究

一引言Kihara 用不可逆过程热力学理论研究了接近于热平衡的等离子体.在他们的文章里,磁场的作用没有考虑到,事实上,等离子体中的电流与磁场的关系极大.等离子体,即使没有外电场的作用也会由于正负离子的相对扩散形成电流,我们知道在温度场的作用下等离子体内正负离子亦会产生相对扩散,从而产生电流,这便是热电扩散     

雷达隐身等离子体参数优化设计

针对等离子体对雷达波的吸收、衰减问题,采用求解波动方程的方法,计算了非均匀等离子体覆盖的金属目标对雷达波的反射。选取非均匀等离子体的最大电子数密度为5×1016~1018m-3,碰撞频率为10-1~103GHz,等离子体厚度为0~0.5 m。研究结果表明:提高等离子体电子数密度能够增强对高频雷达波的隐身效果,但同时需合理提高碰撞频率以保证对低频雷达波的隐身能力;有效增加等离子体厚度,可降低对等离子体源电子数密度的要求几倍甚至数十倍;当等离子体密度梯度较大时,出现非线性衰减,此时增加等离子体的厚度不再改善隐身效果。计算了在不同电子数密度和碰撞频率下,达到10 dB雷达隐身要求所需要的等离子体厚度。结果表明在等离子体电子数密度受限时,通过对等离子体的碰撞频率和厚度的参数优化,可以达到最佳的隐身效果。     

脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流的影响

在固定脉冲频率及占空比的情况下,研究脉冲电压对大气压脉冲放电等离子体射流长度的影响。分析脉冲放电的电流电压波形、等离子体射流的光发射强度的时空演化过程以及等离子体子弹速度的变化。结果表明:等离子体子弹随脉冲电压的增大由单子弹变为双子弹再变为单子弹;射流长度相应地先增长然后趋于稳定,射流长度由增长转变为稳定的转变电压正好处于形成双子弹的脉冲电压附近。     

等离子体气动激励改善气膜冷却效率的数值研究

为了获得等离子体气动激励改善气膜冷却效率的机理及影响规律,采用数值模拟方法研究了等离子体气动激励电极相对位置x/L分别为0.3、0.4和0.5时不同吹风比下的流动过程和冷却效率的分布情况,并通过与常规气膜孔冷却结构形式进行的对比,以揭示等离子体气动激励改善气膜冷却效率的作用机理。研究表明:等离子体气动激励产生的等离子体流能诱导冷却气流偏转,使冷却气流更好地贴覆壁面,改善了气膜冷却效率;等离子体气动激励电极位置离气膜孔出口距离越近,等离子体流诱导改善气膜冷却效率的作用越好,并且随着吹风比的减小,其作用效果越明显。     

大气压气体放电等离子体流动控制概述

等离子体与固体、液体、气体一样,是物质的一种存在形态,也被称之为物质的第四态.首先简要介绍了气体放电等离子体的基本特性、等离子体在空间中的广泛存在状态、等离子体的划分方法、产生方法以及气体放电等离子体研究的发展历程;其次进一步介绍了流动控制技术在航空航天领域的重要性、流动控制技术的分类、主动流动控制的技术优势以及流动控制技术的作用机理等;然后着重介绍了大气压气体放电等离子体流动控制技术在国内外的发展现状,并主要介绍了大气压介质阻挡放电等离子体流动控制技术的技术优势及其在流动控制领域中的研究现状;最后文章对大气压介质阻挡放电等离子体流动控制领域的研究工作进行了展望.     

电极位置对等离子体降解水相中有机污染物的影响

文章研究了等离子体内电极位置对甲基紫水溶液的降解影响。结果表明:甲基紫溶液的降解率与电极位置有关,且在0mm和22.5mm处出现2个最高值。在0mm和22.5mm 2种电极位置时,经处理后的甲基紫溶液产生的沉淀和清液的成分不同;在0mm处甲基紫溶液经等离子体放电处理后的清液中主要是含氧和羟基的小分子物质;而在22.5mm时主要是芳香类含-CO和含-OH的物质。研究认为:在内电极位置为0mm处时主要是高能电子的作用,而在22.5mm时主要是甲基紫经等离子体放电处理后产生的甲基紫的碎片与O2的作用以及高能电子与O2和H2O溶液作用产生的OH.和ea-q等活性物质共同作用的结果。这些结果为等离子体降解有机废水的实际应用提供了信息。