微波硫等离子光源能量平衡过程的研究

摘要

随着微波硫灯的推广，国际光源科技领域对微波硫等离子体的研究更加重视。在微波硫等离子体的研究中，能量平衡过程的研究具有重要意义。通过理论模型的研究，可以对辐射过程进行模拟，并通过对不同能量传输形式的计算和分析，解析出整个放电过程维持和发光的机制，从而为微波光源系统设计合理的参数条件，实现最优化设计。　　本论文的第一章阐述了研究背景和工作思路。　　第二章在Korber模拟光谱能量分布时所使用的矩形谱线轮廓的基础上，通过Voigt轮廓对谱线放宽的轮廓进行了改进，计算得到的光谱能量分布与实验测量的结果相符。我们对谱线放宽的机理进行了分析，验证了压力放宽在光谱辐射过程中的主导地位。　　第三章和第四章在建立能量平衡方程的基础上，分别求解方程中电导率、热导率等参数，并对方程进行迭代计算，得出能量平衡方程中的电磁能量输入密度、热传导损耗和辐射能量损耗项与温度轮廓的最终迭代结果。　　第五章测定了三条原子谱线的相对强度，利用等离子体诊断的方法，实验测定了硫等离子体的温度轮廓，并对计算结果进行验证。　　第六章是对微波硫等离子体能量平衡过程研究的分析和总结。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1微波诱导硫等离子体光源研究的背景

1.2本论文的主要工作

第二章光谱能量分布曲线的计算

2.1 S2分子光谱的产生机理

2.2模型的假设

2.3光谱能量分布的计算

2.4矩形谱线轮廓的计算结果

2.5谱线轮廓的修正

2.6光谱模拟分析

2.7结论

第三章能量耦合模型的建立

3.1能量平衡方程的建立

3.2边界条件

3.3求解思路

第四章模型的计算和结果分析

4.1等离子体参量的计算

4.2净辐射能量的计算

4.3计算结果与分析

第五章温度轮廓的测量

5.1理论基础

5.2实验装置

5.3数据处理

5.4实验结果

第六章结论和讨论

6.1结论

6.2讨论

6.3研究方法的讨论和展望

参考文献

致谢

附录1 S2分子B3∑u--X3∑g-跃迁的Franck-Condon因子

附录2 S2分子B3∑u--X3∑g-跃迁的谱线表

附录3 S2分子B3∑u-态的各能级寿命τvf

附录4 S2分子基态X3∑g-与激发态B3∑u-的光谱常数

附录5 S原子能级数据表

附录6模型计算得到的浓度列表

附录7部分源程序代码(Matlab)

附录8 Matlab 6.5工作界面

论文独创性声明和使用授权声明