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。

这项研究旨在获得对血浆产生现象的系统性理解，该现象是由于培养基的不均匀性和界面的存在而在高压屏障排放中所特有的。除了关于氩气中介电屏障放电的均匀性的基础研究（通常在空间上是不均匀的），通常在空间上不均匀，并研究一种新型的激光吸收光谱法，通常可以在高密度培养基中应用于等离子体。我们开发了研究。首先，我们在分子添加的介电屏障放电方面取得了进展，该研究重点是培养基的异质性和不均匀性的异质性，直到去年排放，氦气被主要使用，但即使是在空间上使用的Argon，也可以使用Argon。提交的论文汇编了使用丙酮分子排放同质性的实验，我们还将能够使用两种类型的气体流（当氦气 +氩气/丙酮气体相交时，气体/气体界面的排放现象是详细观察到了ICCD摄像头的详细研究。从上一年级开始，从研究思想中选择实验设备的准备工作稳步实施。这项实验研究是使用新的原子吸收的，使用连贯的宽频带光学频率梳作为光源。这是一项光谱研究，通过干扰通过血浆传输的光频梳和在原子吸收波长附近传播的单波长激光束以测量，可以在光谱分析仪中测量GHz阶在高密度培养基中的吸收光谱。这种新方法消除了对激光波长扫描和较大光谱仪的需求，这对于常规原子吸收光谱仪至关重要，并且被认为是一个研究主题，不仅可以用于血浆诊断，还可以用于广泛的光谱应用。

项目成果

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

「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

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