【摘 要】
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等离子体广泛应用于废气处理、表面改性、医用灭菌和生物育种等各个领域。等离子体诊断是了解等离子体特性并优化等离子体应用的依据。光谱技术是等离子体诊断的主要途径,其中羟基（OH）自由基光谱常用于诊断大气等离子体,OH的浓度及其变化是监控大气等离子体产生和演化的重要依据。本论文以大气、水汽以及含水汽的混合气体为母体分子,通过辉光放电和超短激光脉冲光丝激发母体分子产生等离子体,利用等离子体发射光谱和中红外
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等离子体广泛应用于废气处理、表面改性、医用灭菌和生物育种等各个领域。等离子体诊断是了解等离子体特性并优化等离子体应用的依据。光谱技术是等离子体诊断的主要途径,其中羟基（OH）自由基光谱常用于诊断大气等离子体,OH的浓度及其变化是监控大气等离子体产生和演化的重要依据。本论文以大气、水汽以及含水汽的混合气体为母体分子,通过辉光放电和超短激光脉冲光丝激发母体分子产生等离子体,利用等离子体发射光谱和中红外激光吸收光谱技术研究等离子体中OH自由基的产生和演化。在辉光放电等离子体中,高能量电子碰撞解离水汽分子是产生OH的主要途径,当OH浓度较低时,发射光谱和吸收光谱技术测得的OH浓度变化趋势一致。当放电等离子体中OH浓度比较高时,OH与其它组分的化学反应导致发射光谱和吸收光谱强度的演化趋势产生明显差异。在激光诱导大气等离子体中,受OH产生机制和激光诱导大气化学反应的共同影响,OH发射光谱强度随大气压力增加呈现先增加后减小的演化趋势。受到OH自由基化学活性的限制,在激光诱导大气等离子体中,未观测到OH自由基的吸收光谱。本文利用多组分母体分子、可变气压、多种激发方式研究了大气等离子体中OH自由基的产生,并协同发射光谱和吸收光谱技术监测OH自由基的演化,初步获得OH自由基的生成和演化机制,为基于OH自由基光谱的大气等离子体生成和诊断提供参考。
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