搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

射频击穿等离子体对高功率微波传输特性的影响

宋玮 邵浩 张治强 黄惠军 李佳伟 王康懿 景洪 刘英君 崔新红

射频击穿等离子体对高功率微波传输特性的影响

宋玮, 邵浩, 张治强, 黄惠军, 李佳伟, 王康懿, 景洪, 刘英君, 崔新红
PDF
导出引用
导出核心图
  • 利用极化正交的高功率微波合路器,开展了等离子体对于微波传输特性的实验研究. 通过改变前级源的功率和脉冲宽度,使得在合路器耦合缝处发生射频击穿,产生等离子体. 等离子体扩散进入微波传输主通道,对于高功率微波的传输产生明显的影响,导致微波能量吸收和极化的偏转. 初步实验结果表明,等离子体扩散到主通道中心的时间约为3 μs,扩散速度约为1 μs/cm,等离子体的恢复时间约为5 μs. 实验测得等离子体导致的微波极化方向最大偏转角度约为4.1°,此时通道内电子个数约为3.7×1015,极化偏转角度与电子数密度以及微波频率相关.
    [1]

    Barker R J, Schamiloglu E 2001 High Power Microwave Sources and Technologies (New York: IEEE press)

    [2]

    Song W, Lin Y Z, Liu G Z, Shao H 2008 Chin. Phys. B 17 0939

    [3]

    Shao H, Liu G Z 2001 Acta Phys. Sin. 50 2387 (in Chinese) [邵浩, 刘国治 2001 物理学报 50 2387]

    [4]

    Song W, Chen C H, Sun J, Zhang X W, Shao H, Song Z M, Huo S F, Shi Y C, Li X Z 2012 Phys. Plasmas 19 103111

    [5]

    Song W, Chen C H, Zhang L G, Hu Y M, Yang M, Zhang X W, Zhang L J 2011 Phys. Plasmas 18 063105

    [6]

    Huang H, Guo Y H, Jin X, He H, Lei L R, Luo X, Chang A B, Li Z H 2011 Acta Phys. Sin. 60 035201 (in Chinese) [黄华, 郭焱华, 金晓, 何琥, 雷禄荣, 罗雄, 常安碧, 李正红 2011 物理学报 60 035201]

    [7]

    Li G L, Shu T, Yuan C W, Zhang J, Jin Z X, Yang J H, Zhong H H, Yang J, Wu D P 2010 Acta Phys. Sin. 59 8591 (in Chinese) [李国林, 舒挺, 袁成卫, 张军, 靳振兴, 杨建华, 钟辉煌, 杨杰, 武大鹏 2010 物理学报 59 8591]

    [8]

    Song W, Sun J, Song Z M, Chen C H, Shao H, Zhang Y C 2012 AIP Advances 2 012118

    [9]

    Fu W J, Yan Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 7100 (in Chinese) [傅文杰, 鄢扬 2007 物理学报 56 7100]

    [10]

    Hidaka Y, Choi E M, Mastovsky I, Shapiro M A, Sirigiri J R, Temkin R J 2008 Phy. Rev. Lett. 100 035003

    [11]

    Han D, Guo W K, Xu P, Liang R Q 2007 Chin. Phys. Lett. 24 2297

    [12]

    Song W, Zhang Z Q, Li J W, Zhang Q Y, Cai L B 2013 Appl. Phys. Lett. 102 013504

    [13]

    Liu J Y, Fang J Y, Song Z M, Huang W H, Liu G Z 2000 High Power Laser and Particle Beams 12 497 (in Chinese) [刘静月, 方进勇, 宋志敏, 黄文华, 刘国治 2000 强激光与粒子束 12 497]

    [14]

    Fang J Y, Huang H J, Zhang Z Q, Zhang X W, Zhang L J, Zhang Q Y, Hao W X, Huang W H, Jiang W H 2011 Acta Phys. Sin. 60 088402 (in Chinese) [方进勇, 黄惠军, 张治强, 张晓微, 张黎军, 张庆元, 郝文析, 黄文华, 江伟华 2011 物理学报 60 088402]

    [15]

    Peng J C, Liu G Z, Song X X, Su J C 2011 Laser and Particle Beams 29 55

    [16]

    Song W, Shi Y C, Deng Y Q, Zhu X X, Zhang Z Q, Hu X G 2013 Appl. Phys. Lett. 103 173516

    [17]

    Song W, Zhang X W, Chen C H, Sun J, Song Z M 2013 IEEE Trans. Electron Devi. 60 494

    [18]

    Zhang K Q, Li D J 2001 Electromagnetic Theory for Microwave and Optoelectronics (2nd Ed.) (Beijing: Electronic Industry Press) (in Chinese) [张克潜, 李德杰 2001 微波与光电子学中的电磁理论 (第二版)(北京: 电子工业出版社)]

    [19]

    Sodha M S, Mishra S K, Agarwal S K 2009 IEEE Trans. Plasma Sci. 45 2737

  • [1]

    Barker R J, Schamiloglu E 2001 High Power Microwave Sources and Technologies (New York: IEEE press)

    [2]

    Song W, Lin Y Z, Liu G Z, Shao H 2008 Chin. Phys. B 17 0939

    [3]

    Shao H, Liu G Z 2001 Acta Phys. Sin. 50 2387 (in Chinese) [邵浩, 刘国治 2001 物理学报 50 2387]

    [4]

    Song W, Chen C H, Sun J, Zhang X W, Shao H, Song Z M, Huo S F, Shi Y C, Li X Z 2012 Phys. Plasmas 19 103111

    [5]

    Song W, Chen C H, Zhang L G, Hu Y M, Yang M, Zhang X W, Zhang L J 2011 Phys. Plasmas 18 063105

    [6]

    Huang H, Guo Y H, Jin X, He H, Lei L R, Luo X, Chang A B, Li Z H 2011 Acta Phys. Sin. 60 035201 (in Chinese) [黄华, 郭焱华, 金晓, 何琥, 雷禄荣, 罗雄, 常安碧, 李正红 2011 物理学报 60 035201]

    [7]

    Li G L, Shu T, Yuan C W, Zhang J, Jin Z X, Yang J H, Zhong H H, Yang J, Wu D P 2010 Acta Phys. Sin. 59 8591 (in Chinese) [李国林, 舒挺, 袁成卫, 张军, 靳振兴, 杨建华, 钟辉煌, 杨杰, 武大鹏 2010 物理学报 59 8591]

    [8]

    Song W, Sun J, Song Z M, Chen C H, Shao H, Zhang Y C 2012 AIP Advances 2 012118

    [9]

    Fu W J, Yan Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 7100 (in Chinese) [傅文杰, 鄢扬 2007 物理学报 56 7100]

    [10]

    Hidaka Y, Choi E M, Mastovsky I, Shapiro M A, Sirigiri J R, Temkin R J 2008 Phy. Rev. Lett. 100 035003

    [11]

    Han D, Guo W K, Xu P, Liang R Q 2007 Chin. Phys. Lett. 24 2297

    [12]

    Song W, Zhang Z Q, Li J W, Zhang Q Y, Cai L B 2013 Appl. Phys. Lett. 102 013504

    [13]

    Liu J Y, Fang J Y, Song Z M, Huang W H, Liu G Z 2000 High Power Laser and Particle Beams 12 497 (in Chinese) [刘静月, 方进勇, 宋志敏, 黄文华, 刘国治 2000 强激光与粒子束 12 497]

    [14]

    Fang J Y, Huang H J, Zhang Z Q, Zhang X W, Zhang L J, Zhang Q Y, Hao W X, Huang W H, Jiang W H 2011 Acta Phys. Sin. 60 088402 (in Chinese) [方进勇, 黄惠军, 张治强, 张晓微, 张黎军, 张庆元, 郝文析, 黄文华, 江伟华 2011 物理学报 60 088402]

    [15]

    Peng J C, Liu G Z, Song X X, Su J C 2011 Laser and Particle Beams 29 55

    [16]

    Song W, Shi Y C, Deng Y Q, Zhu X X, Zhang Z Q, Hu X G 2013 Appl. Phys. Lett. 103 173516

    [17]

    Song W, Zhang X W, Chen C H, Sun J, Song Z M 2013 IEEE Trans. Electron Devi. 60 494

    [18]

    Zhang K Q, Li D J 2001 Electromagnetic Theory for Microwave and Optoelectronics (2nd Ed.) (Beijing: Electronic Industry Press) (in Chinese) [张克潜, 李德杰 2001 微波与光电子学中的电磁理论 (第二版)(北京: 电子工业出版社)]

    [19]

    Sodha M S, Mishra S K, Agarwal S K 2009 IEEE Trans. Plasma Sci. 45 2737

  • [1] 李志刚, 程立, 袁忠才, 汪家春, 时家明. 高功率微波作用下等离子体中的雪崩效应研究. 物理学报, 2017, 66(19): 195202. doi: 10.7498/aps.66.195202
    [2] 蔡利兵, 王建国. 介质表面高功率微波击穿的数值模拟. 物理学报, 2009, 58(5): 3268-3273. doi: 10.7498/aps.58.3268
    [3] 唐涛. 高功率微波土壤击穿的数值验证研究. 物理学报, 2015, 64(4): 045203. doi: 10.7498/aps.64.045203
    [4] 蔡利兵, 王建国. 介质表面高功率微波击穿中释气现象的数值模拟研究. 物理学报, 2011, 60(2): 025217. doi: 10.7498/aps.60.025217
    [5] 周东方, 余道杰, 杨建宏, 侯德亭, 夏蔚, 胡涛, 林竞羽, 饶育萍, 魏进进, 张德伟, 王利萍. 基于混合大气传输模型的单脉冲高功率微波大气击穿理论与实验研究. 物理学报, 2013, 62(1): 014207. doi: 10.7498/aps.62.014207
    [6] 左春彦, 高飞, 戴忠玲, 王友年. 高功率微波输出窗内侧击穿动力学的PIC/MCC模拟研究. 物理学报, 2018, 67(22): 225201. doi: 10.7498/aps.67.20181260
    [7] 魏进进, 周东方, 余道杰, 胡涛, 侯德亭, 张德伟, 雷雪, 胡俊杰. 高功率微波作用下O-离子解吸附产生种子电子过程. 物理学报, 2016, 65(5): 055202. doi: 10.7498/aps.65.055202
    [8] 苏东, 邓立科, 王斌. 离子通道中的虚阴极辐射. 物理学报, 2014, 63(23): 235204. doi: 10.7498/aps.63.235204
    [9] 傅文杰, 鄢 扬. 高功率微波在等离子体填充波导中的谐波产生. 物理学报, 2007, 56(12): 7100-7105. doi: 10.7498/aps.56.7100
    [10] 袁忠才, 时家明. 高功率微波与等离子体相互作用理论和数值研究. 物理学报, 2014, 63(9): 095202. doi: 10.7498/aps.63.095202
    [11] 李蕊, 何智兵, 何小珊, 牛忠彩, 杨向东. 射频功率对辉光放电H2/C4H8等离子状态的影响. 物理学报, 2012, 61(21): 215203. doi: 10.7498/aps.61.215203
    [12] 刘玉峰, 丁艳军, 彭志敏, 黄宇, 杜艳君. 激光诱导击穿空气等离子体时间分辨特性的光谱研究. 物理学报, 2014, 63(20): 205205. doi: 10.7498/aps.63.205205
    [13] 王之江, 徐跃民, 赵国伟, 粱志伟, 徐 杰. 射频激励等离子体非线性效应的FDTD数值模拟. 物理学报, 2007, 56(9): 5304-5308. doi: 10.7498/aps.56.5304
    [14] Amanatides Elefterious, Mataras Dimitris, 张晓丹, 张发荣, 赵 颖. 硅薄膜沉积中等离子体辉光功率和阻抗的测试分析. 物理学报, 2007, 56(9): 5309-5313. doi: 10.7498/aps.56.5309
    [15] 刘玉峰, 张连水, 和万霖, 黄宇, 杜艳君, 蓝丽娟, 丁艳军, 彭志敏. 激光诱导击穿火焰等离子体光谱研究. 物理学报, 2015, 64(4): 045202. doi: 10.7498/aps.64.045202
    [16] 苏纬仪, 杨 涓, 魏 昆, 毛根旺, 何洪庆. 金属平板前等离子体的电磁波功率反射系数计算分析. 物理学报, 2003, 52(12): 3102-3107. doi: 10.7498/aps.52.3102
    [17] 刘少斌, 王身云. 基于等离子体缺陷层的一维可调谐微波光子晶体滤波特性. 物理学报, 2009, 58(10): 7062-7066. doi: 10.7498/aps.58.7062
    [18] 邹秀, 邹滨雁, 刘惠平. 外加磁场对碰撞射频鞘层离子能量分布的影响. 物理学报, 2009, 58(9): 6392-6396. doi: 10.7498/aps.58.6392
    [19] 李正红, 孟凡宝, 常安碧, 黄 华, 马乔生. 两腔高功率微波振荡器研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3578-3583. doi: 10.7498/aps.54.3578
    [20] 王淦平, 向飞, 谭杰, 曹绍云, 罗敏, 康强, 常安碧. 长脉冲高功率微波驱动源放电过程研究. 物理学报, 2011, 60(7): 072901. doi: 10.7498/aps.60.072901
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1167
  • PDF下载量:  702
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-22
  • 修回日期:  2013-12-17
  • 刊出日期:  2014-03-05

射频击穿等离子体对高功率微波传输特性的影响

  • 1. 西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024

摘要: 利用极化正交的高功率微波合路器,开展了等离子体对于微波传输特性的实验研究. 通过改变前级源的功率和脉冲宽度,使得在合路器耦合缝处发生射频击穿,产生等离子体. 等离子体扩散进入微波传输主通道,对于高功率微波的传输产生明显的影响,导致微波能量吸收和极化的偏转. 初步实验结果表明,等离子体扩散到主通道中心的时间约为3 μs,扩散速度约为1 μs/cm,等离子体的恢复时间约为5 μs. 实验测得等离子体导致的微波极化方向最大偏转角度约为4.1°,此时通道内电子个数约为3.7×1015,极化偏转角度与电子数密度以及微波频率相关.

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回