（文章來源：普樂斯）

在大氣壓條件下獲得較大尺度非平衡等離子體的方法分為兩類：其一是增加放電的表面與體積比值，使放電產生的熱量得到及時釋放，從而讓放電遠離熱平衡狀態；其二是縮短放電的弛豫時間，通過控制單次放電的持續時間，使放電的持續時間小于等離子的熱轉換時間，導致等離子體熱效應不明顯，避免了等離子體熱不穩定性的發展，而納秒脈沖放電是作為控制放電弛豫時間最為有效的手段，近年來被大量地利用于產生低溫非平衡等離子體。今天就與大家探討平板電極的大氣壓納秒脈沖等離子發射光譜究竟是什么樣的？

利用高壓納秒脈沖電壓代替傳統的正弦交流電源驅動DBD，可以在更大的電極間隙、氣體成分、電壓頻率等參數變化范圍內產生均勻非平衡等離子體。上下兩圖為利用可調節脈寬的高壓雙極性納秒脈沖驅動在大氣壓空氣中產生的板-板電極結構的均勻DBD等離子體，其中電極間隙分別為2mm和4.5mm。

從圖中可以看出，在較小電極間隙下，脈寬為20~200ns的雙極性脈沖均可驅動產生均勻放電等離子體，作為對比，相同條件下由正弦驅動產生的放電則呈明顯的絲狀放電模式。在較大電極間隙下，較短的脈寬更有利于在大氣壓空氣中獲得均勻放電。當脈寬為20ns時，均勻放電可以在高達4.5mm的電極間隙下產生，但是隨著脈寬的增加，放電的均勻性逐漸下降。當電壓脈寬為200ns時，放電間隙內出現了明顯的絲狀放電通道，氣體的擊穿模式轉為流注放電模式。

板-板電極結構的雙極性脈沖DBD發射光譜與相同條件下針-板電極結構放電類似，但是，當放電為均勻放電模式時，由于等離子體中電子能量低于流注放電等離子體，直接電離并激發基態氮分子形成的激發態氮分子數目較少，氮分子離子第一負帶較為微弱。上圖為指數坐標下板-板電極結構等離子體發射光譜，實驗中脈沖峰值電壓和脈沖重復頻率分別控制在26kV和150Hz，電極間隙為2mm。

由于采用了指數坐標，光譜中微弱的信號將被放大顯示，有利于對氮分子離子的第一負帶的觀察。盡管如此，該譜帶仍難以分辨，因此，從電子能量角度講，當前條件下獲得的大氣壓納秒脈沖DBD是均勻的。
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