介质阻挡放电等离子体中OH自由基的光腔衰荡光谱原位诊断

核聚变与等离子体物理 ›› 2008, Vol. 28 ›› Issue (2): 167-171.

介质阻挡放电等离子体中OH自由基的光腔衰荡光谱原位诊断

刘忠伟1，赵国利1，王健1，朱爱民1, 2，杨学锋1, 2，徐勇1, 2

(1.大连理工大学等离子体物理化学实验室，大连116024; 2. 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室，大连116024)

收稿日期:2007-06-15 修回日期:2008-01-20 出版日期:2008-06-15 发布日期:2011-02-21
作者简介:刘忠伟(1973-)，男，大连理工大学博士研究生。
基金资助:
国家自然科学基金(10475015)资助课题

In situ measurements of OH radicals in dielectric barrier discharge plasmas with cw-cavity ring-down spectroscopy

LIU Zhong-wei1, ZHAO Guo-li1, WANG Jian1, ZHU Ai-min1, 2, YANG Xue-feng1, 2, XU Yong1, 2

(1. Laboratory of Plasma Physical Chemistry, Dalian University of Technology, Dalian 116024; 2. State Key Laboratory of Material Modification by Ion, Electron, and Laser Beams, Dalian University of Technology, Dalian 116024)

Received:2007-06-15 Revised:2008-01-20 Online:2008-06-15 Published:2011-02-21

摘要/Abstract

摘要：

研制了一套等效噪声吸收可达3×10^-9cm^-1的连续波光腔衰荡光谱装置。用该装置对介质阻挡放电等离子体中的OH自由基和水进行了原位定量测量，考察了OH自由基数密度随气压和放电电压以及放电频率的变化情况。实验结果表明，在(2.13~22.0)Χ10³Pa范围内，随着气压增加，OH自由基数密度在气压较低时增加；而在较高气压时由于H₂O的解离吸附作用使得体系中电子密度减小，OH自由基数密度随之减小。随放电电压和放电频率增加介质阻挡放电等离子体中电子密度和电子能量增加而导致OH数密度增加。

关键词: 光腔衰荡光谱, 红外光谱, OH, 介质阻挡放电

Abstract:

An apparatus of continuous wave cavity ring-down spectroscopy (cw-CRDS) has been constructed with the noise (RMS) equivalent absorption 3×10^-9 cm^-1. In situ quantitative measurements of •OH radicals in dielectric barrier discharge (DBD) plasmas at low pressure using cw-CRDS are described. The influence of discharge voltage and pressure on number density of OH has been investigated. Results show that the OH production increases at low pressure with increasing discharge pressure; however, the number density of OH decreases due to electron attachment of H₂O at higher pressure. The number density of OH radical increases with increasing discharge voltage and discharge frequency because of the increase of electron density and electron energy.

Key words: Cavity ring-down spectroscopy, Infrared spectroscopy, OH, Dielectric barrier discharge

中图分类号:

O433.5+1

刘忠伟1，赵国利1，王健1，朱爱民1, 2，杨学锋1, 2，徐勇1, 2. 介质阻挡放电等离子体中OH自由基的光腔衰荡光谱原位诊断[J]. 核聚变与等离子体物理, 2008, 28(2): 167-171.

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