不均一高密度媒質中の放電プラズマ現象に関する基礎研究

非均质高密度介质中放电等离子体现象的基础研究

• 批准号: 09J03235
• 负责人: 占部 継一郎
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J03235/
• 关键词: 大気圧プラズマ; プラズマプロセス; プラズマ分光診断; レーザ分光計測; 大気圧非平衡プラズマ; 誘電体バリア放電; 大気圧プラズマジェット; レーザ吸収分光法; ICCDカメラ観測; CO_2レーザヘテロダイン干渉計; ミリ波透過診断; レーザ誘起蛍光法

本研究は,簡便な固体材料プロセスや液体・バイオ応用の実現へ向けた研究が近年盛んに行われている高気圧熱非平衡プラズマ源を対象とし,特に媒質の不均一性や界面の存在に起因した高気圧下に特有なプラズマ生成現象に関して系統的理解を得ることを目的としている.本年度は,通常は空間的に不均一となるアルゴンガス中での誘電体バリア放電の均一化現象に対する基礎研究に加え,高密度媒質中プラズマに一般的に適用可能な新規レーザ吸収分光法の研究開発を行った.まず,媒質の不均一性と同時に放電の不均一性にも着目した研究である,分子添加アルゴン中誘電体バリア放電に関する研究に進展があった.昨年度までは主にヘリウムガスを用いていたが,放電が空間的に不均一になる欠点をもつアルゴン中でも均一な放電が実現すれば,より安価なプロセス応用が可能となる.本年度は,昨年度より行ってきたアセトン分子による放電均一化に関する実験をまとめた論文を執筆・投稿すると共に,2種のガス流(ヘリウムガス+アルゴン/アセトン混合ガス)を交差させた場合のガス/ガス界面での放電現象についてICCDカメラを用いて詳細に観測した.さらに,高気圧プラズマ用の新規レーザ分光測定法の研究については,研究の着想から実験装置の選定などの準備を一昨年度より当研究員が中心となって地道に進めてきた成果が本年度になって現れたものである.本実験研究は,コヒーレントかつ広い周波数帯域を持つ光周波数コムを光源として用いた新しい原子吸収分光法の研究であり,プラズマを透過した光周波数コムと測定対象の原子吸収波長近傍の単一波長レーザ光を干渉させることによって,お高密度媒質中でのGHzオーダの吸収スペクトルをスペクトラムアナライザで一括して測定することができる.この新規手法により,従来の原子吸収分光法では片方が必須であったレーザ波長のスキャンと大型分光器の両方が不要となり,今後プラズマ診断だけでなく幅広い分光応用に展開可能な研究内容であると考えている。

这项研究的重点是高压热非平衡等离子体源，近年来，有关高压特有的等离子体生成现象的研究一直在积极进行，以实现简单的固体材料工艺和液体/生物应用。目的是为了获得系统的认识。今年除了对氩气中介质阻挡放电的均匀性现象进行基础研究之外，这种现象通常在空间上是不均匀的，我们还将对介质均匀性现象进行基础研究氩气中的势垒放电，其通常在空间上不均匀，适用于新的激光吸收光谱的研究。首先，分子掺杂氩介质阻挡放电的研究取得了进展，主要关注放电的不均匀性以及介质的不均匀性。直到去年，研究主要集中在氦气然而，放电在空间上不均匀。如果即使在具有缺点的氩气中也能实现均匀放电，则两种类型的气流（使用ICCD相机，我们详细观察了氦气+氩/丙酮混合气体（氦气+氩/丙酮气体的混合气体）相交时气体/气体界面处的放电现象。此外，关于新型激光光谱测定法的研究高压等离子体的方法，这是一个研究想法吗？今年的研究成果是自前年以来稳步进展的结果，包括实验设备的选择和使用梳状光源的新型原子吸收。这是对光谱学的研究，通过用接近测量目标的原子吸收波长的单波长激光束干涉穿过等离子体的光学频率梳，可以使用高密度介质中的 GHz 量级的吸收光谱进行测量。频谱分析仪一次测量。这种新方法消除了对传统原子吸收光谱所需的激光波长扫描和大型光谱仪的需求，并且不仅可以用于等离子体诊断，而且可以用于广泛的光谱应用。一个研究课题。

项目成果

「CO2 Laser-Optimisation and Application」中の第7章「Heterodyne interferometer for measurement of electron density in high-pressure plasmas」

《CO2激光器-优化与应用》第7章“高压等离子体电子密度测量的外差干涉仪”

• 发表时间: 2012
• 作者: K.Urabe;K.Tachibana
• 通讯作者: K.Tachibana

Extraordinary properties of dielectric barier discnarge in argon gas flow triggered by molecular impurities

分子杂质引发的氩气流中介电势垒放电的非凡特性

• 发表时间: 2011
• 作者: K.Urabe;T.Morita;K.Tachibana;B.N.Ganguly;占部継一郎;Keiichiro Urabe;Keiichiro Urabe;Keiichiro Urabe
• 通讯作者: Keiichiro Urabe

Temporally-Resolved Imaging of Jet-Type Dielectric Barrier Discharge Using He and Ar/Acetone Crossed Gas Flows

使用 He 和 Ar/丙酮交叉气流对喷射型介质阻挡放电进行时间分辨成像

• DOI: 10.1109/tps.2011.2111389
• 发表时间: 2011
• 期刊: IEEE Transactions on Plasma Science
• 影响因子: 1.5
• 作者: K.Urabe;B.L.Sands;O.Sakai;B.N.Ganguly
• 通讯作者: B.N.Ganguly

Observation of He2 Molecular Emission at Intersection of IR Laser Beam and Plasma Plume in DBD Microplasma Jet

DBD 微等离子体射流中红外激光束与等离子体羽流交叉处 He2 分子发射的观察

• 发表时间: 2011
• 作者: K.Urabe;T.Morita;K.Tachibana;B.N.Ganguly;占部継一郎;Keiichiro Urabe;Keiichiro Urabe;Keiichiro Urabe;Keiichiro Urabe;Keiichiro Urabe;Keiichiro Urabe
• 通讯作者: Keiichiro Urabe

Spatial Distribution of Electron Density in a Parallel-plate Dielectric Barrier Discharge Measured by CO_2-laser Heterodyne Interferometry

CO_2激光外差干涉法测量平行板介质阻挡放电中电子密度的空间分布

• 发表时间: 2010
• 作者: 占部継一郎;B.L.Sands;酒井道;B.N.Ganguly;占部継一郎;Keiichiro Urabe
• 通讯作者: Keiichiro Urabe