复杂结构自组织等离子体光子晶体光谱研究

摘要：

利用双水电极介质阻挡放电装置，在气体放电中产生了一种由放电丝自组织形成的复杂结构等离子体光子晶体。该晶体结构由许多四边形的晶胞组成，每个晶胞包括大点、两种不同的小点和线，分别对应粗等离子体柱、两种细等离子体柱和等离子体片。采用发射光谱法，对不同位置处的等离子体状态进行了研究，对比了其电子密度和分子振动温度。具体方法是通过氩原子696.54 nm （2 P2→1 S5）的发射谱线测量谱线展宽进而对比电子密度，通过氮分子第二正带系（ C3Πu → B3Πg ）的发射谱线计算分子振动温度。结果发现：四种不同位置的等离子体具有不同的电子密度和分子振动温度，即它们各自处于不同的等离子体态。电子密度按照降序排列顺序依次为：中心粗等离子体柱四周的细等离子体柱、粗等离子体柱、边缘处的等离子体片、等离子体片交叉点处的细等离子体柱；分子振动温度的变化趋势与电子密度相反。由于等离子体电子密度不同，对光的折射率也不同，因此在该晶体结构中，粗等离子体柱、两种细等离子体柱以及等离子体片具有不同的折射率，它们和周围未放电的区域自组织形成具有五种折射率的复杂结构等离子体光子晶体。该等离子体光子晶体易于产生，具有结构多样、分析简单的优点，具有广泛的应用前景。

关键词：等离子体光子晶体、介质阻挡放电、发射光谱

分类号：O461.2;O433.4(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：国家自然科学基金项目11175054，11375051;博士点基金项目20101301110001;河北省科技厅重点项目11967135D;河北省教育厅重点项目ZD2010140

在线出版日期：2015-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：48-51