微空心阴极放电特性基础研究

微空心阴极是可实现高气压辉光放电的方法之一，在光源、材料处理、生物医学等方面具有广阔的应用前景。目前，有关微空心阴极的基础研究处于起步阶段，是近年来等离子体研究领域中的一个重要课题。本项目采用流体/粒子-蒙特卡洛混合模型与实验相结合的方法研究微空心阴极放电的基本物理过程，分析其放电过程中空心阴极模式和非空心阴极模式间的转换机制，及放电中产生的自脉冲等现象，探索微空心阴极放电的空间尺度相似性规律。本课题的完成将建立适合微空心阴极的物理模型，揭示微空心阴极放电模式的转换机制和自脉冲现象的物理机理，确认利用相似性特性研究微空心阴极放电的方法，为微空心阴极放电等离子体的应用提供理论和实验基础，为大气压辉光放电的实现提供支持。

本项目研究了微空心阴极放电的基本物理过程及放电中的自脉冲等现象。通过建立流体—蒙特卡罗混合模型，研究了微空心阴极放电基本特性。发现pD是影响放电中空心阴极效应形成、环状放电和柱状放电模式转化的主要因素，微空心阴极与传统空心阴极的放电仍存在相似性规律。对自脉冲现象的研究表明，预放电和空心阴极效应放电之间的模式转换是形成自脉冲的主要原因。