微空心阴极放电
空心阴极灯的光谱特点
空心阴极灯的光谱特点
空心阴极灯是一种气体放电光源，其光谱特点如下：
1. 宽谱红外辐射：空心阴极灯在可见光谱和红外光谱中都有较强的辐射。
红外辐射主要集中在长波红外区域，对于红外光谱的分析具有一定的优势。
2. 窄谱性：空心阴极灯的谱线较为窄，谱线宽度通常在0.1纳米以下。
这种窄谱性使得空心阴极灯在光谱分析中具有较高的分辨率和准确性。
3. 不连续光谱：空心阴极灯的光谱呈现离散的发射线，线状分布较密集。
这一特点使得空心阴极灯在光谱分析中容易确定和区分不同元素的发射线。
4. 发射线强度高：空心阴极灯的光谱中，某些谱线的强度相对较高，有利于元素的定量分析和检测。
5. 无红杂散光：空心阴极灯的光谱中，红外辐射大大减少，基本无红杂散光的干扰，使得分析结果更为准确可靠。
总的来说，空心阴极灯的光谱特点主要包括宽谱红外辐射、窄谱性、不连续光谱、发射线强度高和无红杂散光。
这些特点使得空心阴极灯在光谱分析中具有较高的分辨率、准确性和灵敏度。
原子吸收光谱中空心阴极灯的作用
原子吸收光谱中空心阴极灯的作用
空心阴极灯在原子吸收光谱中起着至关重要的作用。
空心阴极灯是一种特殊的光源，它通过放电产生的原子或离子的激发态来产生特定波长的光。
在原子吸收光谱分析中，空心阴极灯的作用主要有以下几个方面：
1. 提供激发光源，空心阴极灯能够提供特定波长的激发光源，这对于激发待测物质中的原子或离子至其激发态是至关重要的。
这种激发光源的特性使得原子或离子能够吸收特定波长的光，从而实现对样品中特定元素的检测和分析。
2. 产生特定波长的光，空心阴极灯通过放电产生的原子或离子的激发态能够产生具有特定波长的光。
这种特定波长的光能够被待测样品中的原子或离子吸收，从而产生特征性的吸收光谱信号。
3. 提高灵敏度和选择性，空心阴极灯能够提高原子吸收光谱分析的灵敏度和选择性。
通过选择合适的空心阴极灯，可以实现对特定元素的高灵敏度检测，同时避免其他元素的干扰，从而提高分析的准确性和可靠性。
总的来说，空心阴极灯在原子吸收光谱中扮演着提供激发光源、产生特定波长的光以及提高分析灵敏度和选择性的重要角色。
它为
原子吸收光谱分析提供了必要的光源和条件，使得对样品中特定元
素的检测和分析成为可能。
微空心阴极放电的3维数值模拟
微空心阴极放电的3维数值模拟
以《微空心阴极放电的3维数值模拟》为标题，本文将介绍微空心阴极放电（microhollow cathode discharge，MHD）的三维数值模拟方法。
首先，MHD是一种流体动力学通量控制的电放电现象，它可以通过分析电离气体动力学和电磁学的特性来解释。
MHD的性能评估分析依赖于准确的电流和动能流量计算，而由于MHD的复杂性，传统的实验法和理论分析方法无法有效地提供准确的数据，因此近年来数值模拟被广泛应用于MHD的性能评估分析。
其次，为了有效地实现MHD的三维数值模拟，需要建立数学模型来描述MHD的特性，具体过程如下：1.构建具有电离气体和电磁学特性的偏微分方程系统，该系统包括三维电荷守恒方程、温度方程、电流和动能方程等；2.基于有限元方法，对方程进行数值求解，获得电离气体的电流、电位场和温度场等参量的定性和定量的结果；3.通过数据的可视化，可以清晰地描绘出MHD的形态和动态性质。
在实际应用中，MHD的三维数值模拟可以用于研究器件间力学耦合关系，并且可以用于预测周围电磁场对器件的影响，以及电流和动能交换等问题。
同时，它还可以用来提高微空心阴极的节能性能，改善其功率利用率。
最后，微空心阴极放电的3维数值模拟是一种重要的工具，可以有效地评估MHD的性能，获得准确的参数以及研究MHD的动态性质，并可应用于提高微空心阴极的节能性能和功率利用率。
综上所述，本文研究了微空心阴极放电的三维数值模拟，介绍了建立模型的过程，以及实际应用中的准确性、可视化等特性。
未来仍需解决微空心阴极放电数值模拟中的一些具体问题，以确保微空心阴极的效率性和可靠性。
空心阴极放电的电场分布与计算
目录中文摘要、关键词…………………………………………（）1、绪论………………………………………………………（）1.1应用前景…………………………………………………（）1.2本课题研究的目的、意义和主要研究内容…………（）2、空心阴极放电原理及一般特性………………………（）2.1模型描述………………………………………………（）2.2快电子模型………………………………………………（）2.3模拟方法…………………………………………………（）2.4算法………………………………………………………（）3、电场的分布及计算………………………………………（）3.1电场的分布………………………………………………（）3.2电场的计算………………………………………………（）3.3讨论………………………………………………………（）4、结论………………………………………………………（）参考文献……………………………………………………（）英文摘要、关键词…………………………………………（）附录…………………………………………………………（）空心阴极放电的电场分布与计算摘要:运用粒子和流体组合模型理论研究了空心阴极放电中阴极面上二次电子发射对阴极面上的电场、离子流和离子密度沿阴极截面的空间分布的影响.得到放电稳定状态时的电场径向分布和带电粒子的密度分布。
利用模拟结果研究了基板偏压为-250 V和-400 V放电条件下的空心阴极放电特性。
结果表明, 从阴极面发射的电子在进入负辉区后,可以形成振荡电子,因而具有增强电离的作用。
放电中存在空心阴极效应,放电时的等离子体区在阴极管的中心轴附近,且改变基板偏压对电子密度、粒子密度的空间分布有所影响,随着基板负偏压增加更有利于沉积均匀致密的薄膜。
关键词: 空心阴极放电,粒子模拟,流体组合模型1绪论空心阴极放电(HCD)是一种特殊形式的辉光放电,其负辉区(NG)和阴极位降区(CDS)被阴极表面包围在管的内部。
空心阴极效应
空心阴极效应
空心阴极效应是一种物理现象，指在一定条件下，阴极表面的电子因
遭受空间电荷效应的限制而无法尽可能地发射，使电流密度非线性增
大的现象。
该现象存在于许多真空设备中，例如电子显微镜，离子束
刻蚀装置，电视机等。
空心阴极效应发生的机理很复杂，但可以简单地概括为以下几个步骤：
1. 阴极表面电子的发射
阴极表面吸附了许多电子，这些电子在受到外界电场的作用下，能够
从表面脱离，并形成电子云。
这个现象称为阴极表面电子的发射。
2. 电子的集束
电子云会被外加电场聚集成一个集束，这也就是“空心”的由来。
在
这个过程中，由于电子的碰撞和散射，一些电子会掉落并落到电极上。
3. 空间电荷效应
当电子密度增加时，它们之间的相互作用会越来越强，最终会限制电
子的发射。
这种相互作用称为空间电荷效应。
随着电子云密度的增加，空间电荷效应也会变得更加强烈。
4. 阴极电流密度的非线性增长
由于空间电荷效应的限制，阴极表面的电流密度即使在外加电场增大
的情况下，也不会线性增大。
这种情况称为阴极电流密度的非线性增长。
空心阴极效应在很多真空设备中都是一个很严重的问题。
这是因为它限制了设备产生的电流密度，从而降低了设备的工作效率。
为了解决这个问题，人们想出了很多办法，例如使用超短脉冲电场，改变电子文化，提高阴极表面的电热发射能力等。
总的来说，空心阴极效应是一个不可避免的物理现象，但在某些情况下可以通过适当的措施来减轻它的影响。
对于研究电子行为和开发高效真空设备的人员来说，深入研究和理解这个现象是非常重要的。
微空心阴极放电及其应用
第：急：：期、激光与光电子学进展２０∞年５月一…………－————…ｊ一’一“＿＊一ｖｏｌ柏№．５Ｍａｙ２００３８ＫｕｍｉｗａＹ，ｓＩｌｇｉｍｏｔｏＮ，ＯｃＭａｊＫ耐以．胁ｉｏｎｓｐＨｃｅａｂｌｅ锄ｄｍ曲ｅ击ｃｉｅｎｔＢｉｎｂ嬲ｅｄＥＤＦｆｏｒｓｈｏｒｔｋｆ蟮出ａｎｄｂｍａｄｂ锄ｄａｐｐｌｉｃ鲥ｏｎｐｕｎｍｅｄａｔ１４８０ｎｒｒＬ０阳’２００１．Ｔｌｌｌ５一ｌ９ＫｏｍｕｂｉＴ，Ｙ甜ｎａｒｎｏｔｏＴ，ＳＩｌｇａｗａＴ晚耐．１４７岬ｂ锄ｄＴ““ｄｏｐｅｄｎｕ０一ｄｅ丘ｂｒｅａｍｐ】访ｅｒ瑚ｉｒＩｇａ１０６４岬ｕｐｃｏｎｖｅ商ｏｎｐｕｒｎｐｉｎ孚砒ｍ攘三日托，１９９３，２９：ｌｌＯ—１１２１０Ｋｏｍｕｋ出Ｔ，ｎ啪ａｍｏｔｏＴ，ｓ１】ｇａｗａＴｅ￡ｍ．．ＥｍｃｉｅｎｔＩ母ｃｏｎｖｅ璐ｉｏｎｐｕｍ叫ｎｇａｔ１．０６４叫ＩｏｆＴｈ３＿＿ｄｏｐｅｄｎｕｏｎｄｅ６ｂｅｒｌ嬲ｅｒ０ｐｅｒａ曲ｇ删ｄ１．４７州Ｌ皿∞加仡工ｅ札１９９２，９：８３０—８３２儿Ｋ０ｍ１１ｂｉＴ，Ｙａｍａｍｄｔ０Ｔ，ｓｕｇａｗａＴ以她Ｕｐｃｏｍ碓ｒｓｉｏｎｐ唧ｅｄⅡ咖ｊ砌一ｄｏｐｅｄｎｕｏ咖ｅ助ｅｒａｍｐｌ访ｅｒ粕ｄｌａｓｅｒｏｐｅｒａ廿ｎｇ砒１．４７岬删，钆勰￡五蚀ｃ帅竹．，１９９５，ｌｌ：１８８０—１８８９１２ＣｏｌｅＢ，ＤｅｎｎｉｓＭＬＳ＿ｂａｎｄａｍｐｌ访ｃａｔｉｏｎｉｎａｍＬｌｌｉｌ】Ｉ【ｌｄｏｐｅｄ枷瑚舱ｆＩｂｅｎ０同Ｆ２００ｌ，ＴｕＱ３一ｌ∞磁慢蚰ａｔｓｕＴ’Ｙａｎｏ一（）ｎｏＴ耐越Ｉ脚一ｍＤｄｅ—ｐｌ珊ｐｅｄＭｇｈｂ一踟ｃｉｅｎｔｇａｉｎ—ｓ¨此ｅｄｌ量ｌ山ｉⅢｎ—ｄｏｐｅｄ脚ｌｅｒ越印监ｅｒ０ｐｅｒ蛳１１９ｍｍｅ１４８０～１５ｌＯｎｍｂ柚ｄ．（１Ｆ∥２００１．ＴｕＱ４—１１４ＳｈｅｎＳ，Ｎａｆ咖ｙＭ，ＷａｌｓｏｎＳＪ甜越．．Ｔｈｌ】ｌｉｕｒｎ—ｄｏｐｅｄｔｅＵｌｌｒｉｔｅｇＬ鹳ｓｅｓｆｏｒＳ—ｈａｎｄａｍｐ蛳ｃａ廿０ｎ．０粥’２００１，ＴｕＱ６～ｌ１５印新达，何万晖，刘水华等．分布式拉曼光纤放大器的分析与实验．光通信研究，２００ｌ，６：１２，１７１６魏淮，童治，简水生．拉曼光纤放大器的几项关键技术光纤与光缆厦其应用技术，２００１，３：２６～２９１引言微空心阴极放电及其应用周俐娜王新兵赖建军姚细林（华巾科技大学激光技术围家重点实验室，武汉４３００７４）州ｆＡ…ｑ提要微空心阴极放电（咖ｃＤ）是指阴极孔径为亚毫米最级时的高气压辉光放电。
具有空心阴极放电特征的射频放电的两电子组模型
第16卷 第8期强激光与粒子束Vol.16,No.8 2004年8月HIGH POWER LASER AND PAR TICL E B EAMS Aug.,2004 文章编号: 100124322(2004)0821049205具有空心阴极放电特征的射频放电的两电子组模型Ξ余建华1, 赖建军2(1.深圳大学工程技术学院,广东深圳518060; 2.华中科技大学光电子工程系,湖北武汉430074) 摘 要: 运用两电子组模型,考虑了射频放电中的α过程和γ过程两种电离机制,并结合流体模型,研究了中等气压下窄电极间隙容性耦合射频放电在运行模式转变区的等离子体密度以及电离速率分布等特性。
理论研究表明,γ电离过程在高电流模式运行中起主要作用,并证实了此类放电中存在显著的电子摆钟效应,具有类似于空心阴极放电的特征。
关键词: 射频放电; 空心阴极放电; 两电子组模型 中图分类号: O53 文献标识码: A 最近几年,容性耦合射频放电(CCRF )方式被成功地用于激励金属离子激光器,成为在紫外波段获得连续激光最有前途的激励方式之一[1,3]。
CCRF 能够用于激励离子激光器,是因为CCRF 放电存在两种不同的运行模式,即低电流下的α模式和高电流下的γ模式[4]。
高电流模式类似于空心阴极放电,不仅具有可观的高能电子,而且缓冲气体离子密度大,放电电流大,适合于激励离子激光器[2]。
射频放电存在的以上两种电离机制分别对应于两种电子群,即受振荡电场影响的体电子(α电子)和离子轰击电极而发射的高能电子即快电子(γ电子)。
理论上发展了多种模型来模拟射频放电这两种电离过程以及不同模式的转变过程,如分析模型、自洽流体模型,Monte Carlo 模型、PIC 2MC 组合模型等,但是大多数模型针对特殊用途的低气压射频放电[5,6],中等气压下的射频模型较少。
J.P.Boeuf 等[9]用两电子组模型研究了氦射频放电(气压400Pa ,电极间距0.03m )中α和γ模式的转变过程。
微空心阴极放电构成的紫外准分子灯
第２ ６卷 第 ２期
湖北师范学院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｕ ｅ Ｎ ｒ ｌ ｎｖ ｒ ｔ Ｎ ｔｒ ｃ ｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｏ ｂ ｉ ｏｍａ Ｕ ｉｅ ｉ Ｈ ｓ ｙ（ ａ ａ Ｓ ｉ ｃ ） ｕ ｌ ｅ
况 ， 录 了强 烈 的真空 紫 外准 分子 辐射 光谱 。随后 ， 们 又用 稀 有 气 体与 卤化 物 的混 合 物进 行微 ５ 记 Ｊ 他 空 心阴极 放 电实验 ， 同样 产 生 了强 烈 的准 分 子 辐射 Ｊ 因此 ， 空 心 阴极 放 电 结构 能够 用 来 产 生 紫 。 微 外 （ ｖ 和真 空紫 外 （ ｖ 准 分子辐 射 ， 以利 用 ＭＨＣ ｕ ） ｖｕ ） 所 Ｄ能 够构 成 紫 外 准 分 子 激 光 器 和 紫外 准 分
电结构 ， 它利 用 Ｍ Ｄ 与 第 三 电极 （ 属 针 ） 间构 成 新 的放 电方 式 ， 生 大 体 积 高 电 流 密度 的辉 光 放 电 ＨＣ 金 之 产
等 离子体 ， 利用等 离子体 中强烈的准分子辐射制作 紫外 准分子 灯。利 用该放 电结构进行 了 Ｘ ｅ气的放 电实 验， 实验测 到 了波长为 １２ ｍ的强烈 准分子辐射 ； ４ ０ ｏ ７ｎ 在 ０ Ｔｒ ｔ气压 下放 电 ， 约有 １％ 的 内部效率 ； １个 大 ５ 当２ 这样的放 电并联运行 时 ， 获得 了功率密度为 １ｍ ｃ ５ Ｗ／ ｍ 的真 空紫外光 输 出。实验结 果表明 ： 用这种 结构 利
Ｖ０． ６ １２ Ｎｏ ２， ０ ． ２ ０６
微 空 心 阴极 放 电构 成 的湖北 黄石 ４ ５０ ） ３０２
摘 要 ： 据 微 空 心 阴 极放 电 （ ｃｏｏｌ ａ ｏｅｄｓｈｒｅ 根 ｍｉ ｈｌ ｗｃｔ ｄ ｉ ａｇ ，简 称 ＭＨ Ｄ） 基 本 结 构 ， 计 了一 种 新 颖 的 放 ｒ ｏ ｈ ｃ Ｃ 的 设
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摘要：
微空心阴极放电是空心阴极放电中的一种，它只是将阴极孔径变为了亚毫米量级，是在高气压下进行的辉光放电。
空心阴极放电效应具有一些独特的光学特性：能产生锐线光谱、大电流电子束、离子溅射作用强、高能电子数多。
空心阴极放电效应广泛应用到光谱分析、真空镀膜、表面处理、气体激光器等领域。
高气压下放电有利于三体碰撞形成准分子，产生紫外（UV）或真空紫外（VUV）辐射
典型的空心阴极放电装装置：
当阴极内径较大且气压较高时，阴极附近将出现阴极暗区和负辉区，而法拉第俺去和正柱区处在中央，此时缩小阴极内径尺寸或减小气压，则法拉第暗区和正柱区消失，处在中央的是负辉区。
即发生了空心阴极效应：负辉区的发光强度和电流密度大大增加，高能电子的密度比正常辉光放电时麦克斯韦分布要大得多。
发生空心阴极效应得机理是电子的摆动.从C1逸出的电子受到C1的电场加速，若能获得足够的能量入射到C2的阴极位降区，它将受到C2的电场排斥而返回C1。
电子的来回摆动大大增加了中性原子被激发和电离的机会。
要发生空心阴极效应PD值（气压和阴极孔径的乘积）有一定的取值范围。
随气压的增加，电子的平均自由程减小。
对于空心阴极放电，为了使负辉区重合，大孔径下必须减小气压；高气压下必须减小孔径。
通过减小阴极孔径到亚毫米量级，我们可以得到大气压下的空心阴极放电。
微空心阴极放电结构：
利用微空心阴极放电产生空心阴极效应，不仅要满足PD值的要求，还取决于放电电流的大小。
当电流很小时，电场表现为轴向电场，放电模式为汤生放电模式，随电流的增加，轴向电场减小，而径向电场增加，电场慢慢变为空心阴极放电微分电阻（dv/di）为负值，伏安特性曲线的转折点即为转变的临界点，随电流的继续增加，放电模式转
变为反常辉光放电模式。
放电微分电阻为正值。
形成准分子辐射的两个条件：高能分子数目多和气压。
三体碰撞激：R*+R+R→R+R2*
激发原子和两个惰性气体原子进行碰撞产生准分子和惰性气体原子。
激发反应：e+R→e+R*
惰性气体分子与高能电子进行碰撞产生高能电子和激发原子；
准分子辐射：
准分子产生两个惰性气体原子和能量R2*→R+R+hv
激发态原子可以通过三体碰撞和自发辐射两种方式消失。
微空心阴极放电的伏安特性曲线：
电流。