非均匀电场下大气压氦气介质阻挡柱状放电的三种形式和条纹斑图

摘要

介质阻挡放电作为方便的低温等离子体源在各领域有广泛应用。柱状放电是氦气介质阻挡辉光放电的常见形式,在特定条件下形成丰富的自组织斑图,其机理尚待研究。为此进行大气压氦气准平行间隙和斜间隙介质阻挡放电实验,拍摄放电图像、测量电压和回路电流波形,研究放电柱演化现象及其机理,并用电场呈梯度连续变化的斜间隙进行验证。准平行间隙柱状放电随外加电压升高有3种形式——起始放电阶段的弥散柱状、过电压阶段的密集柱状和两者转化过程的触手状斑图,两种柱状放电存在跨周期的相互影响。在斜间隙中观察到放电柱定向排列成条纹斑图,其实质为放电柱在多个放电周期中在一定区域内有规律地产生,导致较长曝光时间或肉眼观察下呈现连续的发光条纹。影响放电柱的定向排列的主要因素是间隙中电场的径向分量与法向分量的相对强度。