氩气等离子体射流光谱空间分布分析

摘要

低温等离子体射流有多种潜在的应用,例如敏感材料的表面改性、农业以及医疗应用。等离子体内部活性粒子的种类、能量以及密度影响应用的性能指标,例如等离子体内部的单线态氧和羟基的密度与平均能量将影响其灭菌消毒的性能指标。本文利用光谱测量技术测量了介质阻挡放电氩气等离子体射流不同轴向位置的300~1000nm范围光谱辐照度数据。通过分析光谱波长数据,确定了活性粒子种类。实验数据表明:介质阻挡放电氩气等离子体射流中观察到了Ar原子(4p-4s)主要波长谱线,N^(2)分子(C^(3)Πu-B^(3)Πg)主要波长谱带,波峰在308nm周围的OH自由基(A^(2)Ʃ+-X^(2)Π)谱带,以及辐照度相对较弱波长在777.5nm(3p5P-3s5S)和844.6nm(3p3P-3s3S)的单线态O原子谱线。通过比较辐照度数据,发现了各粒子辐照度随着轴向距离增加的变化规律。根据该规律,提出了针对不同应用及其技术指标,调节试件与喷口距离以实现某一性能指标最优化的设计思路和方法。