空心阴极自脉冲放电的时空演化特性

本文利用圆筒形空心阴极放电结构,研究了自脉冲放电等离子体参量的时空演化特性.在气压为133 Pa的氨气环境下获得了稳定的自脉冲放电,同时将测量得到的极间电压作为输入电势,利用流体模型进行了空心阴极自脉冲放电的数值模拟研究.模拟得到了放电电流、电势、电子密度、电场和净电荷密度的时空分布特性.结果表明等离子体参量随时间成周期性变化.自脉冲现象为由孔外低电流、低径向电场强度、低电子密度、低净电荷密度放电模式向孔内高电流、高径向电场强度、高电子密度、高净电荷密度放电模式的一个往复转换的过程.自脉冲不同阶段放电模式的转换与平均电流有关.当自脉冲放电处于电流峰值时为具有较强空心阴极效应的正常辉光放电模式.自脉冲处于低电流时的放电模式与平均电流有关.当平均电流较低时,自脉冲放电在阳极和孔内阴极附近往复移动;此状态下瞬时电流最低值时放电处于汤生放电模式.当平均电流较高时,自脉冲放电在阴极孔口和孔内阴极附近往复移动;此状态下瞬时电流最低值时阴极附近的阴极鞘层基本形成.