Analyses of spatiotemporal dynamic behavior of microplasmas based on three-dimensional diagnostics

基于三维诊断的微等离子体时空动态行为分析

基本信息

  • 批准号:
    15075206
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 77.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The major roll of our group in the whole project was to develop diagnostic methods in the gas phase for plasma parameters and active species in various types of microplasmas with sufficient spatiotemporal resolutions. As the targets, firstly, we selected a single discharge cell of a plasma display panel (PDP) and performed a three-dimensional measurement of excited atoms in the unit cell by using a specially designed structure combined with a diode-laser absorption spectroscopy technique. We applied also a similar method to the diagnostics in an array of microplasmas for a large area atmospheric pressure plasma source. For the electron density n_e, we developed a diagnostic method using microwaves in the frequency range of 10 to 100 GHz, and obtained average values of n_e in space for planar microplasma arrays with a good temporal resolution. As a complementary method, we constructed a heterodyne interferometer using a CO_2 laser of 10.6 μm wavelength. It has a spatial resolution better than 0.1 mm although the temporal resolution is instrumentally limited up to a few tens of microseconds. We also developed also a THz time-domain spectroscopy (TDS) method for the simultaneous measurement of n_e and the collision frequency v_e through the effective complex dielectric function of microplasma arrays.On the other hand, we directed our objective toward the creation of new functions with microplasmas utilizing their inherent properties. As such examples, we developed several types of plasma photonic crystals for controlling microwaves of mm to sub-mm ranges. Another direction is the generation of microplasmas in heterogeneous media such as microdischarge in bubbles under water. We tested a fabric electrode structure immersed in water to generate bubbles on the surface by electrolysis, and ignited discharge in those bubbles containing H_2 or O_2.
我们小组在整个项目中的主要工作是开发具有足够时空分辨率的气相诊断方法,用于各种类型微等离子体中的等离子体参数和活性物质作为目标,首先,我们选择了等离子体的单个放电单元。我们还利用特殊设计的结构结合二极管激光吸收光谱技术对晶胞中的激发原子进行了三维测量。一个对于大面积大气等离子体压力源,我们开发了一种使用10至100 GHz频率范围内的微波的诊断方法,并获得了具有良好时间分辨率的平面微等离子体阵列的空间平均值。作为补充方法,我们使用波长为 10.6 μm 的 CO_2 激光构建了外差干涉仪,尽管时间分辨率在仪器上限制为几十,但其空间分辨率优于 0.1 mm。我们还开发了一种太赫兹时域光谱(TDS)方法,通过微等离子体阵列的有效复介电函数同时测量 n_e 和碰撞频率 v_e。例如,我们开发了几种用于控制毫米至亚毫米范围微波的等离子体光子晶体。另一个方向是在异质介质中产生微等离子体。例如水下气泡中的微放电,我们测试了浸入水中的织物电极结构,通过电解在表面产生气泡,并在含有H_2或O_2的气泡中点燃放电。

项目成果

期刊论文数量(226)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Verification of a plasma photonic crystal for microwaves of milimeter wavelength range using two-dimensional array of columnar
使用二维柱状阵列验证毫米波长范围微波的等离子体光子晶体
Diagnostics of three dimensional behaviors of sustain discharge in an AC-PDP with auxiliary pulses
使用辅助脉冲诊断 AC-PDP 中维持放电的三维行为
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Miyauchi;S.Miyazaki;K.Sakai;S.Kawata Q.Kong;A.A.Andreev;T.Kikuchi;S. Ishii;Y. Shintani
  • 通讯作者:
    Y. Shintani
Production efficiencies of Kr^*(1s_5, 1s_4) atoms leading to vacuum-ultraviolet emission in ac plasma display panels with Kr-Ne binary mixtures measured by laser-absorption spectroscopy
通过激光吸收光谱测量 Kr^*(1s_5, 1s_4) 原子在交流等离子体显示面板中导致真空紫外发射的 Kr-Ne 二元混合物的生产效率
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takashi Imai;Yuichi Harano;Masahiro Kinoshita;Andriy Kovalenko;and Fumio Hirata;A. Yamatake;仲谷 博安;J. -S. Oh
  • 通讯作者:
    J. -S. Oh
プラズマ診断の基礎と応用
血浆诊断的基础和应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ogasawara;Aoki;菅井 秀郎(分担執筆)
  • 通讯作者:
    菅井 秀郎(分担執筆)
Characteristics of Ne-Xe microplasma in unit discharge cell of plasma display panel equipped with counter sustain electrodes and auxiliary electrodes
配备反维持电极和辅助电极的等离子体显示面板单元放电单元中Ne-Xe微等离子体的特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    NAKAMUR;A;Takashi;T.IAMI;K. Tachibana
  • 通讯作者:
    K. Tachibana
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  • 通讯作者:
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    $ 77.18万
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