Nonthermal Atmospheric Plasma Reactors for Hydrogen Production from Low-Density Polyethylene
氢气主要通过天然气重整或电化学水分解生产，使有机固体原料利用不足。由可再生电力驱动的等离子体技术可以实现塑料废物的可持续升级循环和绿色氢气的生产。在这项工作中，低温常压等离子体反应器的基础上转移弧（transarc）和滑动弧（glidarc）放电的设计，建造，其特征在于从低密度聚乙烯（LDPE）作为模型塑料废物产生氢气。实验结果表明，在两种反应器中，产氢速率和效率均随电压的增加而单调增加，transarc和glidarc反应器的最大产氢量分别为0.33和0.42 mmol/g LDPE。对于transarc反应器，更小的电极-原料间距有利于更大的氢气产量，而对于glidarc反应器，在中间流速下获得更大的氢气产量。尽管两个反应器之间的操作模式明显不同，但LDPE的氢气产量相当。
2022-10-20 physics.plasm-ph
Ponderomotive perturbations of low density low-temperature plasma under laser Thomson scattering diagnostics
研究了激光辐射与低密度低温等离子体相互作用区的有质动力扰动。从等离子体的参数，几何形状，强度和激光辐射的波长确定的扰动幅度的估计。结果表明，有质动力扰动可以导致大的误差，在电子密度测量时，使用汤姆逊散射。
2017-07-25 physics.plasm-ph
Electron drag force in EUV induced pulsed hydrogen plasmas
极紫外（EUV）诱导的脉冲等离子体由于其瞬态特性而独特：等离子体在非热状态（当EUV功率在脉冲开始时接通时）和热状态（在约20 us处脉冲结束）之间切换。结果表明，虽然在氢等离子体中的纳米尺寸的颗粒上的电子拖曳力是可以忽略不计的离子拖曳力相比，在脉冲的开始，但它可以是占主导地位的脉冲结束时，可以发挥重要的作用，在粒子输运导致缺陷率问题的半导体芯片生产技术。
2021-12-24 physics.plasm-ph
Hydrogen production from polymeric organic solids via atmospheric pressure nonthermal Plasma
本文研究利用大气压非热等离子体从塑料和生物质等富氢有机固体中制氢，设计并对比了转移弧和滑动弧两种反应器，证明其产氢性能可比且随电压升高而提升，为废弃物升级回收制绿色氢提供可行途径。
2025-05-04 physics.plasm-ph
Characterization of hydrogen plasma in a permanent ring magnet based helicon plasma source for negative ion source research
研制了单驱动负离子源实验装置HELEN-I，重点研究负氢离子的产生。在螺旋波加热的等离子体中，可以获得非常高的等离子体密度（$\sim10^{19} m^{-3}$），其中下游区域中的电子温度低至$\sim$ 1 eV。这些条件有利于负氢离子的产生。在IPR的HELEN-I设备中，螺旋等离子体是在由永久环形磁体产生的发散磁场中使用氢气产生的。将频率为13.56 MHz的800- 1000 W的RF功率（$P_{RF}$）施加到Nagoya-III天线以在等离子体中激发m = 1螺旋模式。等离子体被限制在一个多尖形场配置的膨胀室。在$P_{RF}$ 700 W附近观察到从电感耦合模到Helicon模的转变，其中等离子体密度$\sim 10^{18} m^{-3}$和电子温度$\sim$ 5 eV在驱动器中，$\sim$ 1 eV在膨胀体积中。采用基于$H_α/H_β$比值的光发射光谱（OES）诊断技术和基于激光光剥离的腔衰荡光谱（CRDS）诊断技术测量了膨胀室中的线积分负氢离子密度。负氢离子密度的测量值在6 mTorr压力下为$10^{16} m^{-3}$的量级，并且在螺旋模式下不随功率、压力和下游轴向磁场变化而显著变化。考虑负氢离子产生和破坏的不同反应速率，将负离子密度测量值与使用粒子平衡法计算的理论估计值进行比较。应注意，目前在等离子体放电中不注入铯（Cs）以增强$H^-$离子…
2018-11-29 physics.plasm-ph
Inhomogeneity of dusty crystals and plasma diagnostics
由于外力的存在，真实的尘埃晶体是不均匀的。我们建议近似计算不同类型的非均匀DC（链和DC与几个平板）的平衡态。结果与实验结果吻合较好，可作为许多含尘系统的有效诊断方法。
1999-06-30 physics.plasm-ph
Observation of the molecular assisted recombination in a hydrogen plasma
利用线性偏滤器等离子体模拟器TPD-SheetIV，对分离氢等离子体中分子辅助电离（MAR）的空间结构进行了实验观测，包括解离复合和相互中和通道。质量分析结果表明，在一定的气压范围内，等离子体中心的解离复合占主导地位。同时，观察到MAR中通过H-离子形成的相互中和发生在等离子体的外围，其中发现冷电子（~1 eV），H-离子形成是由解离电子附着到H2（v）产生的。
2004-10-20 physics.plasm-ph
Diagnostics of a Multicusp-Assisted Inductively-Coupled Radio-Frequency Plasma Source for Plasma Immersion Ion Implantation
University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）；Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）
本文通过LIF和射频补偿朗缪尔探针技术，研究了多极辅助感应耦合射频等离子体源在低气压下的等离子体密度和稳定性，验证了LIF在PIII系统中对本体和预鞘区域的稳态表征能力。
2026-01-26 physics.plasm-ph
Possibility of Microturbulence Diagnostics in a Magnetically Confined Plasma Using Multiple Scattering Effects
本文提出了磁约束等离子体小尺度不规则结构诊断的新方法。该方法可以基于正常声波的强度衰减的测量。异常衰减的出现是由于电离层无线电传播的多次散射效应。结果表明，在托卡马克等离子体中可以实现多重散射区。本文计算了正常探测波在托卡马克等离子体中的反常衰减。这个量足够大，可以通过实验记录。
1997-08-18 physics.plasm-ph
Multi-Diagnostic Characterization of Laser-Produced Tin Plasmas for EUV Lithography
Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Princeton University（普林顿大学机械与航空航天工程系）
本研究通过多诊断技术表征激光生成的锡等离子体，发现极紫外发射主要来源于靶材附近，为EUV光源开发提供了实用的表征方法。
2026-02-03 physics.plasm-ph
Plasma Confinement State Classification in Fusion Power Plants: Profile Reflectometer and Ensemble Diagnostics
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Next Step Fusion S.a.r.l.；University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本研究开发了基于机器学习的等离子体约束状态分类器，利用轮廓反射仪和集成模型提高诊断准确性。
2026-02-02 physics.plasm-ph
Exploring the electron density in plasma induced by EUV radiation: II. Numerical studies in argon and hydrogen
我们使用数值模拟来研究EUV诱导的氩和氢等离子体的演化。模拟的结果进行了比较，通过微波腔共振光谱测量的电子密度。结果发现，测量的电子密度可以用来推导等离子体在腔中的积分量。然而，在某些情况下，应考虑设置几何形状、EUV光谱和EUV诱导的二次发射的影响。讨论了这些参数对产生的等离子体和测量的电子密度的影响。
2016-03-26 physics.plasm-ph
Implementation of Light Diagnostics for Wakefields at AWAKE
本研究实现了AWAKE装置中用于研究长相对论质子束自调制不稳定性的尾场光诊断系统，验证了蒸气等离子体源下光信号与激光沉积能量的正比关系，可用于获取等离子体密度阶跃参数并支撑尾场演化研究。
2024-12-12 physics.plasm-ph
Energy losses of fast heavy-ion projectiles in dense hydrogen plasmas
最近的研究表明，计算稠密氢等离子体中快重离子射弹能量损失的Bethe-Larkin公式可由电子-离子关联修正[Phys. Rev. Lett. \textbf{101}，075002（2008）]。我们报告了基于[Phys. Rev. EPDMATHABMO，3470（2000）]中通过数值模拟获得的$g_{ei}(0)$值的该校正的数值估计。我们也将这个结果推广到具有双团电荷分布的射弹情形。我们表明，在具有随机取向的电荷中心的双团簇射弹的情况下，增强了电子-离子相关校正的实验可见性。虽然我们在这里考虑氢等离子体，使物理上的效果更清楚，推广到多物种等离子体是直截了当的。
2008-12-22 physics.plasm-ph
Optical tomography diagnostic for study of neutral plasma component in the gas dynamic trap
最近，在气体动力阱上安装了光学诊断观测装置，用于观测等离子体吸收体附近边界区多个弦上的D-α线发射。实施模式的观察线是适合于局部发射率分布的断层重建，虽然必须采取的步骤，增加通道计数和角等离子体覆盖范围的扩展。模块化设计的光学配准系统使用带宽带放大器的雪崩光电二极管，可实现大信号动态范围和1 mks的有效时间分辨率。基于极大似然原理的迭代后向投影技术具有较高的计算精度。获得了等离子体在截面上的演化图像。还开发了相关分析工具，并提出了等离子体湍流研究的第一个结果。
2021-02-22 physics.plasm-ph
UV continuum emission and diagnostics of hydrogen-containing non-equilibrium plasmas
首次提出氢分子辐射离解连续谱（$a^{3}Σ_{g}^{+} \to b^{3}Σ_{u}^{+}$电子跃迁）的发射可作为非平衡等离子体光谱诊断的信息源。通过对激发-失活动力学、各种碰撞跃迁和辐射跃迁的速率常数以及拟合过程的详细分析，提出了两种新的诊断方法：（1）从相对强度分布诊断基态$X^{1}Σ_{g}^{+}$振动温度$T_{\text{vib}}$;（2）从连续谱的绝对强度诊断电子碰撞解离速率$(d[\mbox{H$ _{2} $}]/dt)_{\text{diss}}$。对由Fulcher-$α$谱带的相对强度确定$T_{\text{vib}}$的已知方法进行了修正和简化，修正了$d \to a$跃迁几率和$d \gets X$电子碰撞激发截面.一般的考虑是说明在纯氢毛细管电弧和H $_{2}$ +Ar微波放电实验的例子。
1998-11-20 physics.plasm-ph
Molecular Understanding of the Effect of Hydrogen on Graphene Growth by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition
等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术利用等离子体的独特性质，提供了一种低温、高效、无催化剂的制备石墨烯材料的方法。本文采用反应分子动力学模拟的方法，从原子尺度上研究了PECVD法生长石墨烯的详细过程。具有不同碳/氢（C/H）比的烃自由基在生长过程期间在等离子体环境中用作解离前体。模拟结果表明，前驱体中氢含量对石墨烯的生长行为和临界性质有显著影响。在石墨烯片中形成的六边形碳环的最高数量（其是其质量的指标）是在前体中的C/H比为1：1时实现的。此外，增加前驱体中的氢含量被证明可以降低碳团簇的生长速率，并防止在生长过程中形成弯曲的碳结构。这些发现提供了一个详细的了解的基本机制，氢气的影响，在PECVD工艺中的石墨烯的生长。
2021-09-24 physics.plasm-ph
Experimental setup for testing nanocalorimeter sensors as a plasma diagnostics tool
NIST（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文介绍了一套结合多种等离子体诊断技术的实验装置，用于表征纳米量热计传感器，并展示了其在区分电子/离子热通量和检测脉冲放电温度瞬变方面的应用，旨在推动纳米量热测量作为等离子体加工的实时计量工具。
2026-09-18 physics.plasm-ph
Implicit PIC Simulations of Hydrogen Plasmas with Intense Negative Ion Production
Institute of Theoretical Electrical Engineering, Ruhr University Bochum（鲁尔大学波鸿分校理论电气工程学院）
本研究针对低压氢等离子体放电的负离子产生问题，采用隐式能量守恒PIC/MCC方案进行模拟，避免了显式方法的低效性，可直接用实际参数建模并分析负离子产生情况。
2026-10-14 physics.plasm-ph
Plasma probe characteristics in low density hydrogen pulsed plasmas
探针理论只适用于探针对等离子体的扰动可以忽略不计的情况。然而，它并不总是可能知道，先验，一个特定的探针理论可以成功地应用，特别是在低密度等离子体。这在瞬态、低密度等离子体的情况下尤其困难。在这里，我们应用探针诊断结合2D粒子细胞模型，与脉冲低密度氢等离子体的实验。计算考虑了整个腔室的几何形状，包括作为腔室中电极的等离子体探针。有人发现，模拟再现的探针IV特性的时间演化具有良好的精度。模拟和探针测量等离子体密度之间的不一致是由于探针理论测量低密度脉冲等离子体的适用性有限。事实上，在这里研究的情况下，探针测量将导致等离子体密度的大高估。相比之下，等离子体演化和探针特性的模拟不受这种严格的适用性限制。这些研究表明，探针理论不能通过探针测量来证明。
2014-12-09 physics.plasm-ph
Inference of the degree of dissociation of weakly collisional hydrogen plasmas using collisional-radiative models
本研究开发了一种新的分析技术，通过改进碰撞辐射模型处理双麦克斯韦电子能量分布和辐射俘获效应，结合Fulcher-alpha跃迁分析，推断弱碰撞氢等离子体的解离度，并在MAXIMUS装置中通过实验验证了其有效性。
2025-04-29 physics.plasm-ph
Study of Gasdynamic Electron Cyclotron Resonance Plasma Vacuum Ultraviolet Emission to Optimize Negative Hydrogen Ion Production Efficiency
负氢离子源被用作加速器的注入器，并驱动ITER中的中性束加热。低温氢等离子体中的某些过程伴随着真空紫外（VUV）辐射的发射。因此，研究真空紫外辐射提供了等离子体化学过程的体积速率和等离子体参数。在过去，我们已经使用气体动力学ECR放电的体积负离子生产和研究之间的依赖关系提取H $^-$电流密度和各种离子源参数。它表明，它是可能的，以达到高达80 mA/cm $^2$的负离子电流密度与两个电极提取。本文报道了在由两个简单的镜阱组成的高密度气体动力学ECR放电等离子体中产生负氢离子的实验研究以及真空紫外发射测量结果。在三个范围内测量VUV功率- Ly $_α$、Lyman带和分子连续区-改变源控制参数以接近其用于H $^-$生产的最佳值。结果表明，第一腔室中分子的连续辐射功率最高，而第二腔室中以Ly $_α$辐射为主。为进一步优化负氢离子产生的实验方案，提出了改进意见。
2019-12-10 physics.plasm-ph
Equation of state for dense hydrogen and plasma phase transition
我们在化学图像中计算了稠密氢的状态方程。将流体变分理论推广到由分子、原子、电子和质子组成的多组分系统。化学平衡假设的反应解离和电离。我们确定了与等离子体相变有关的热力学不稳定区域。沿Hugoniot曲线计算了反射率，并与实验结果进行了比较。状态方程数据被用来计算木星内部的压力和温度分布。
2007-04-02 physics.plasm-ph
Compact Cryogenic Source of Periodic Hydrogen and Argon Droplet Beams for Relativistic Laser-Plasma Generation
我们提出了一个低温源的周期性流的微米大小的氢和氩液滴作为理想的质量有限的目标系统的基本强激光驱动等离子体应用。高度紧凑的设计与高时间和空间液滴稳定性相结合，使我们的注射器非常适合使用最先进的高功率激光器的实验，其中激光脉冲和液滴之间的精确同步是强制性的。我们通过用多太瓦脉冲照射氩液滴来证明这一点。
2012-01-18 physics.plasm-ph
Achievement of 1 MA Discharges in Hydrogen-Boron Plasmas on EXL-50U
Hebei Key Laboratory of Compact Fusion（河北紧凑型聚变重点实验室）；ENN Science and Technology Development Co., Ltd.（新奥科技发展有限公司）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Southwestern Institute of Physics（西南物理研究院）；Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Fusion Energy and Nuclear Waste Management- Plasmaphysik（于利希研究中心核能与核废物管理研究所等离子体物理部）
EXL-50U球形托管实现了1 MA氢-硼等离子体放电，通过富含硼的燃料策略和ECRH与中央螺线管协同作用，展示了高性能等离子体的可行性及低回路电压启动技术。
2025-05-12 physics.plasm-ph
On the ionization equilibrium of hot hydrogen plasma and thermodynamic-consistency of formulating finite internal partition functions
在非理想氢等离子体系统中，研究和分析了化学图像中的化学相容性有限内部配分函数（IPF）问题，揭示了文献中广泛使用的化学配分函数中的不准确性和不一致性。在这里进行的分析，虽然执行的纯非理想氢等离子体的最简单的情况下，它显示了问题的所有具体特征，并可扩展到一般情况下的复杂的多组分等离子体混合物。给出了自由能构型分量可分性的判据，并给出了该问题的精确一致的表述。所提出的标准和引入的一致性制定的问题，明确在文献中的其他配方的歧义，并提供了一个更好的理解的问题。一个说明性的例子表明，所提出的一致性制定和条款的重要性，必不可少的热力学一致性，这是通常被忽视的其他作者在文献中的简单性和有效性。
2010-10-06 physics.plasm-ph
Photoelectron Emission from Metal Surfaces Induced by VUV-emission of Filament Driven Hydrogen Arc Discharge Plasma
利用强流驱动的多尖点弧放电体积产生H^-离子源（LIISA）进行了光电子发射测量。已经发现，用Al、Cu、Mo、Ta和不锈钢（SAE 304）获得的光电子电流在相同的数量级上。光电子电流与放电功率呈线性关系。实验表明，由于量子效率的能量依赖性，光电子发射仅在氢光谱的短波长范围内是显著的。它是估计从测量的数据，从等离子体室壁的最大光电子通量是在1 A每千瓦的放电功率的顺序。
2015-03-27 physics.plasm-ph
Evidence of catalytic production of hot hydrogen in rf generated hydrogen/argon plasmas
本文在一个大的GEC池（36 cm长，14 cm内径）中，绘制了纯H_2和Ar/H_2混合气体中氢原子谱线的选择性展宽随位置、H_2/Ar比、时间、功率和压强的变化曲线。关于选择性谱线增宽的几个观察结果特别值得注意，因为它们是基于早期模型所未预料到的。首先，发现巴耳末线的异常加宽存在于整个等离子体中，而不仅仅是在电极之间的区域中。第二，加宽始终是操作参数的复杂函数，特别是气体组成（最高纯H2）、位置、功率、时间和压力。显然，早期模型没有预料到的是，在某些条件下，在入口端发现了最高浓度的“热”（>10 eV）氢，而不是在电极之间的高场区域，在其他条件下，最热的H在（出口）泵（也是接地电极）端。第三，激发和电子温度小于一个电子伏特的所有区域的等离子体不直接相邻（> 1毫米）的电极，提供额外的证据表明，能量加宽，相反的标准模型，是不是从外地获得。第四，与我们早期对氢/氦和水等离子体的研究相反，我们发现在某些条件下，整个GEC型电池中98%的原子氢处于“热”状态。几乎每一个操作参数的研究影响的性质的热H原子的人口，显然存在二阶和三阶效应，表明需要实验设计。概述了产生热氢原子的一些非场机制，特别是Mills的CQM模型所提出的机制。
2005-08-31 physics.plasm-ph
Evidence of Catalytic Production of Hot Atomic Hydrogen in RF Generated Hydrogen/Helium Plasmas
对射频产生的低压H2/He等离子体中的氢巴耳末系线的线形的研究产生的结果表明，氦和氢物种之间的催化过程导致“热”（约1000 K）的产生。28 eV）原子氢。即使远离电极的“热”原子氢是主要的H2/He等离子体。对于这些等离子体，冷原子氢和热原子氢（热/冷>2.5）的线形状、相对线面积对于电极之间的区域和远离电极的区域非常相似。相比之下，在H2/H2O中，在电极之间仅发现“温”（<5eV）氢（温/冷<1.0），并且仅冷氢远离电极。早期的假设，在等离子体中的优先氢线加宽的结果从加速的离子氢在电极附近，和Ar/H2+的特殊的电荷交换特性是清楚地被目前的结果，表明氢原子线形状是相似的H2/He等离子体在整个相对较大的圆柱形（14厘米ID × 36厘米长）腔。
2005-09-14 physics.gen-ph physics.plasm-ph
On the anomalous extreme ultraviolet emission lines in helium-hydrogen plasma
本文结合氦-氢等离子体中最近观测到的谱线讨论了光子德布罗意波的概念。
2003-11-19 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Hydrogen from Cellulose and Low-density Polyethylene via Atmospheric Pressure Nonthermal Plasma
本研究设计流注介质阻挡放电反应器，利用大气压非热等离子体从纤维素和低密度聚乙烯中制氢，发现纤维素制氢效率约为LDPE两倍且能耗减半，证明该方法在低温紧凑工艺下可行。
2023-07-09 physics.plasm-ph
HiPIMS magnetized plasma afterglow diagnostic
使用高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）技术沉积抵抗侵蚀性环境条件的薄膜代表了技术挑战。为了建立最佳的操作条件，需要知道在脉冲阴极电流结束时磁化等离子体的寿命。我们开发的桌面系统允许测量所有操作HiPIMS类型的寿命，无论是短脉冲还是长脉冲，基于施加具有非常短的上升时间的电压脉冲时电流的快速增加，直到取决于初始磁化等离子体特性的值。
2019-06-25 physics.plasm-ph
Plasma Sources and Diagnostics
精心设计、控制和诊断的等离子体源是掌握等离子体粒子加速器技术的关键因素。这项工作回顾了基本的物理概念，等离子体源的常见类型，和可用的诊断技术，提供了一个起点，先进的研究进入这一领域。
2020-07-16 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Equation of state of a strongly magnetized hydrogen plasma
研究了恒定均匀磁场对部分电离氢等离子体热力学性质的影响。用格林函数方法计算了各种相互作用对热力学函数的贡献。量子磁化等离子体的物态方程是在低密度展开的框架内给出的，最高可达e^4 n^2阶，此外，还包括了在强磁场（2.35*10^{5} T << B << 2.35*10^{9} T）情况下通过束缚态的梯形贡献。我们表明，对于高密度（n=10^{27-30} m^{-3}）和温度T=10^5 - 10^6 K，中子星表面的典型非理想效应，例如必须考虑德拜屏蔽。
1998-07-13 physics.plasm-ph
Influence of surface materials on the volume production of negative ions in a radio-frequency driven hydrogen plasma
利用激光光剥离技术和朗缪尔探针测量了脉冲低压E模电感耦合射频（rf）驱动氢等离子体中负原子氢离子（H $^{-}$）的密度。本研究的重点是不同的金属表面材料的H $^{-}$离子的体积生产的影响。H $^{-}$密度在置于等离子体装置的下接地电极上的钨、不锈钢、铜、铝或钼的薄盘上方测量，作为气压和施加的射频功率的函数。对于铜、铝和钼，发现H $^{-}$密度对压力和射频功率非常不敏感，其值在3.6 × 10 $^{14}$至5.8 × 10 $^{14}$ m $^{-3}$之间。对于不锈钢和钨，H $^{-}$依赖性被发现是复杂的，除了在25 Pa的压力下使用射频功率从2.9 × 10 $^{14}$到1.1 × 10 $^{15}$ m $^{-3}$的类似线性增加的情况之外。双光子吸收激光诱导荧光被用来测量原子氢密度和相位分辨光学发射光谱被用来调查是否等离子体动力学的表面依赖。两组研究材料之间观察到的差异的解释给出了在表面反应机制的振动激发氢分子的创建。
2020-07-02 physics.plasm-ph
Special behavior of alkali beam emission spectroscopy in low-ion-temperature plasma
束发射光谱（BES）是一种强有力的等离子体诊断方法，特别适合于测量等离子体密度及其起伏。因此，合成BES代码经常用于帮助设计或利用这些诊断系统。然而，合成诊断也可以用于研究在以前尚未探索的操作条件下的方法。本文提出了这样一个分析，利用RENATE-OD合成诊断代码的一个假设的碱BES系统的HSX仿星器。HSX是一种在聚变装置领域具有不寻常的操作机制的装置，这是由于低离子温度和低等离子体密度。结果发现，BES在这些条件下显示出不寻常的趋势。本文探讨了低离子温度等离子体中束流能量与等离子体穿透的关系，以及低密度等离子体促进的独特发射特征，以及这些特征背后的原因。
2023-03-14 physics.plasm-ph
Diagnostics of low-pressure hydrogen discharge created in a 13.56 MHz RF plasma reactor
在1-17 × 10 ~（-1）Pa的气压范围内，在400-1000 W的功率范围内，对13.56 MHz的氢气射频放电进行了研究。用朗缪尔探针测量了电子能量分布函数和18电子密度。气体温度通过纯H2中的$α$系统和使用N2作为探测气体的氮气的第二正系统来确定。气体温度是恒定的，等于450 $\pm$ 50 K的电容性21耦合等离子体模式（CCP），它是随着压力和功率的电感耦合等离子体模式（ICP）。此外，氢23分子的基态振动温度被确定为在ICP和CCP模式下分别为3100和2000 $\pm$ 500 K左右。原子氢的浓度通过光化计测定，25通过使用Ar（5%）作为探测气体，或通过使用H2作为纯氢中的光化计26（Fulcher- $α$系统的Q1旋转线）在两种模式下氢密度的浓度随压力增加27，但在ICP模式下解离度略高（28因子2）。29 30提交至Physica Scripta 31
2019-11-08 physics.plasm-ph
Addendum to `Mapping electron dynamics in highly transient EUV photon-induced plasmas: a novel diagnostic approach using multi-mode microwave cavity resonance spectroscopy'
在最近的出版物（Beckers，J.，等，“Mapping electron dynamics in highly transient EUV photon-induced plasmas：a novel diagnostic approach using multi-mode microwave cavity resonance spectroscopy.物理学杂志D：应用物理52.3（2018）：034004。由于最近对极紫外光子诱导等离子体的余辉的另外的第三衰减状态的检测和研究，在稍后的文章中描述了（Platier，B.，等人的“在EUV诱导的氩等离子体中从双极到自由扩散的转变。“应用物理快报116.10（2020）。对于这种方法工作的最小数量的光子还有另外的原因。接近或低于这个阈值，我们解释说，诊断方法的响应时间是一个限制因素。此外，在脉冲内的光子的数量的第二个限制是正式涉及到高能量的自由电子的捕获。
2020-03-06 physics.plasm-ph
Analytical theory of Doppler reflectometry in slab plasma model
在解析理论的框架下，在平板等离子体模型中考虑了多普勒反射。诊断局部性进行了分析两个政权：线性和非线性的湍流振幅。提出并讨论了将探测波束聚焦到截止点的环形天线作为提高诊断空间分辨率的一种方法。结果表明，即使在非线性制度的多次散射的情况下，诊断可以用于等离子体极向旋转轮廓的估计（具有一定的精度）。
2004-10-15 physics.plasm-ph
Diagnostics of hot electrons leaving the ECR plasma sustained by the high-power gyrotron
电子回旋共振（ECR）放电等离子体中电子的能量分布具有复杂的形状，作为各种参数的函数，仍然未知。同时，它也是等离子体的一个重要特性。一些方法和途径给出了估计或测量从等离子体中损失的电子的分布的性质的可能性。其中之一，类似于离子质谱，在这项工作中，获得这样的分布在非经典的连续ECR离子源与高（高达$ 50-100$ W/cm $ ^ 3 $）的能量输入的第一次随着韧致辐射谱。对于某些参数，发现了一个阈值状的制度，其中包括高能电子的爆发，韧致辐射，据推测，动力学不稳定性的发展。
2021-12-31 physics.plasm-ph
Diagnostics of atmospheric pressure capillary DBD oxygen plasma jet
采用单极性正脉冲电源，研制了大气压毛细管介质阻挡氧放电等离子体射流产生低温等离子体。光学和电学技术都被用来研究所产生的等离子体的特性作为施加电压和气体流量的函数。从光学发射光谱数据获得的分析结果揭示了气体温度，转动温度，激发温度和电子密度。气体温度和旋转温度随氧气流量的增加而降低，但随外加电压的增加而线性增加。结果表明，随着外加电压和氧气流量的增加，电子密度增加，而电子激发温度则随着氧气流量的增加而降低。电特性表明，放电频率随流量下降，但随电压增加。将制备的等离子体初步应用于枯萎病马铃薯样品的灭活率研究。
2015-09-01 physics.plasm-ph
Plasma Kinetics in Electrical Discharge in Mixture of Air, Water and Ethanol Vapors for Hydrogen Enriched Syngas Production
对乙醇-水混合气体放电的等离子体动力学进行了理论和实验研究。放电是在腔中燃烧，由空气射流泵在电极之间形成，放置在乙醇水溶液中。研究发现，当乙醇和水在溶液中的量相等时，放电产生的氢气产率最大。结果表明，氢气的产生量随放电功率的增加而增加，在较高的放电功率下达到饱和。实验测量和数值计算的主要稳定气相组分的浓度，同意在大多数情况下。
2008-07-01 physics.plasm-ph
Thomson microwave scattering for electron number density diagnostics of miniature plasmas at low pressure
本文提出了一种新的汤姆逊微波散射方法，用于测量压力小于10 Torr的微型等离子体的电子数密度。该方法被用于测定空气中以5 Torr启动的辉光放电的正柱中的电子数密度，等离子体柱直径为3.4 mm。汤姆逊微波散射（TMS）系统测得的电子数密度为3.36*10^10 cm^-3。使用TMS系统获得的结果与使用微波四分之一波长发夹谐振器的公知技术进行的测量进行了验证。用发夹谐振器测量得到的电子数密度为2.07*10^10 cm^-3，这与TMS系统的结果完全一致。
2019-05-17 physics.plasm-ph
Modeling of Plasma-Assisted Conversion of Liquid Ethanol into Hydrogen Enriched Syngas in the Nonequilibrium Electric Discharge Plasma-Liquid System
在这项工作中，我们报告了与等离子体-液体系统中液体乙醇等离子体转化为富氢合成气相关的实验和理论研究的最新结果，其中使用可用的诊断和数值建模，在具有液壁的气体通道中进行放电。
2008-09-05 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Plasma diagnostics using digital holographic interferometry
一方面是电荷耦合器件（CCD）的发展，另一方面是全息技术的高分辨率测量，我们采用数字实时全息干涉术的方法对高密度等离子体进行了诊断。等离子体电子密度的测量值与其他技术的测量值一致。
2008-11-24 physics.ins-det physics.plasm-ph
Development of submillimeter wave source Gyrotron FU series for plasma diagnostics
福井大学远红外区域开发研究中心（FIR FU）开发的回旋管是高频、中等功率回旋管，作为毫米波至亚毫米波辐射源，应用于包括等离子体诊断在内的新远红外技术。我们已经开发了Gyrotron FU系列，由8个回旋管组成。该系列回旋管实现了宽范围（38 ~ 889 GHz）的频率调谐。最高频率对应于337微米的波长。这是目前回旋管高频工作的最高记录。最近，我们研制了一种高次谐波电子束回旋管和一种脉冲磁场太赫兹回旋管。本文介绍了FU系列回旋管的现状。
2004-11-18 physics.plasm-ph
Optical diagnostics of laser-produced plasmas
激光产生的等离子体（LPPs）基于照射条件、目标几何形状和背景覆盖气体而吞没温度、密度、压力、磁场和电场、电荷状态、带电粒子动力学和气相反应的奇异和复杂条件。LPP的应用潜力是如此的多样化，以至于它在基础和应用研究领域都产生了相当大的兴趣。虽然大多数传统的表征技术开发的其他等离子体源可以用来表征的LPP，必须小心解释的结果，因为它们的小尺寸，瞬态性质，和不均匀性。大的时空密度和温度梯度的存在往往需要在距离和时间上进行非均匀加权平均。在各种等离子体表征工具中，基于光学的诊断工具在LPP参数的精确测量中起着关键作用。光学工具箱包含光学探测方法（汤姆逊散射，阴影，纹影，干涉，测速和偏转），光谱学（发射，吸收和荧光），以及被动和主动成像。每种技术都可用于测量特定的属性，并且由于与所选测量工具相关的灵敏度问题，其使用仅限于LPP演进期间的某个时间跨度。因此，多种诊断工具对于全面了解整个等离子体行为至关重要。近年来，激光器和检测器系统性能的改进扩展了上述被动和主动诊断工具的能力。这篇评论提供了一个概述的光学诊断工具，经常采用的LPP的表征，并强调技术，相关的假设和挑战。
2022-08-15 physics.plasm-ph
Synthetic Nuclear Diagnostics for Inferring Plasma Properties of Inertial Confinement Fusion Implosions
一套合成核诊断已经开发后处理辐射流体动力学模拟与代码嵌合体。这些提供了基于模拟胶囊特性的实验观测值，并用于评估替代实验和数据分析技术。这些诊断包括中子能谱、一次和散射中子成像、中子活化、$γ$ -射线时间历程和碳$γ$ -射线成像。分析了中子能谱的新特征，以推断等离子体参数。nT和nD反向散射边缘已被证明可以提供壳体速度测量。面密度不对称性低模式扰动已推断从下散射光谱的斜率下降到10兆电子伏。中子活化诊断显示出显着的混淆高模式面密度不对称性时，观察胶囊内爆与三维多模扰动应用。碳$γ$射线成像可用于高会聚比的烧蚀层成像。融合和碳$γ$信号的时间历程表明，与对称模拟相比，扰动情况下峰值强度之间的时间差更大。
2019-02-07 physics.plasm-ph
Optical diagnostics and mass spectrometry on the afterglow of an atmospheric pressure Ar/O$_2$ radiofrequency plasma used for polymer surface treatment
在聚合物表面处理的上下文中，大气压Ar/O $_2$射频等离子体的余辉的特征在于通过光发射光谱，激光诱导荧光和质谱。的O $_2$气体流量和源功率上的等离子体特性（气体温度，Ar激发温度，O原子和OH自由基的相对浓度）的影响进行了评估。我们表明，对于等离子体炬到基板的距离低于6毫米，余辉创建一个保护性的气氛，从而与基板相互作用的等离子体气体成分得到很好的控制。对于更高的距离，环境空气的影响不能再被忽略，并且Ar、O $_2$和N $_2$浓度的梯度被测量为轴向和垂直位置的函数。
2016-05-02 physics.plasm-ph
Molecular dynamics of nondegenerate hydrogen plasma using improved Kelbg pseudopotential with electron finite-size correction
本文提出一种带电子有限尺寸修正的改进Kelbg赝势，用于非简并氢等离子体的半经典分子动力学模拟，解决了低温下非物理团簇形成问题，并系统分析了耦合参数对等离子体热力学性质的影响。
2025-08-27 physics.plasm-ph
Electromagnetic particle-in-cell modeling of an electron cyclotron resonance plasma discharge in hydrogen
本文使用全电磁隐式粒子模拟/蒙特卡罗代码模拟2.45 GHz氢气电子回旋共振放电，发现电子能量呈三麦克斯韦分布，模型准确预测了流体模型低估的氢自由基特性，与实验数据高度吻合。
2024-12-20 physics.plasm-ph
Spatiotemporal Dynamics of Hydrogen Plasma Smelting Reduction of iron ore: A Multi-Species Diagnostic Approach
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）
研究铁矿石氢等离子体熔融还原的时空动力学，采用多物种光发射光谱结合红外热成像等方法，解析反应器电弧，揭示非等温放电分层结构，重新定义动力学建模边界条件，建立可转移的多物种诊断框架。
2026-07-09 physics.plasm-ph
Plasma Confinement State Classification via FPP Relevant Microwave Diagnostics
本文提出一种仅用ECE信号的简约机器学习方法，通过径向基函数特征提取和梯度提升分类器，在聚变发电厂中实现L模与H模约束状态的高准确率分类（平均96%），验证了受限诊断下实现稳健控制的可行性。
2025-10-15 physics.plasm-ph
Sound Absorption in Partially Ionized Hydrogen Plasma and Heating Mechanism of Solar Chromosphere
利用中性氢原子电子碰撞电离的Wannier截面，计算了电子碰撞电离率和两电子复合率随温度的变化关系。导出了电离度偏离平衡值时的熵产生和功率耗散。这是所得到的伴随化学反应的熵产生的一般公式的特殊情况。计算了声波的阻尼率，并考虑了电离过程占主导地位的条件。提出了太阳色球加热机制的准经典近似。对液体和晶体中阻尼率的几种类似现象作了简要的讨论，例如，一杯啤酒或英国盐溶液发出的震耳欲聋的声音。从第一性原理出发，导出了氢等离子体二阶或体（或体积）粘滞系数的显式表达式。这是第一次从第一原理计算出第二粘度。
2020-10-28 physics.plasm-ph
