第9章 脉冲等离子体推力器_PPT_

磁粘滞、扩散系数、 电阻率、耗散率
由等离子体运动以及等离子体的电阻特性
确定磁场的位形
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电磁学：面电荷区产生电场，
运动方程：
x=0
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简谐振荡方程：
• 等离子体的本征振荡，同德拜屏蔽现象一样是等离子体 集体行为的表现之一
• 等离子体振荡与等离子体响应时间的关系：互为倒数 等离子体振荡与得拜屏蔽同是等离子体
对外加扰动的“第一”响应
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§3.3 磁流体力学
等离子体的四种描述/研究方法 （经典、非相对论体系） 1.单粒子轨道理论（最简单、最基本的描述方法） 2. PIC数值模拟方法 particle in cells
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3、等离子体响应时间： 静态等离子体的德拜长度，主要取决于低温成分的德 拜长度。在较快的过程中，离子不能响应其变化，在 鞘层内不能随时达到热平衡的玻尔兹曼分布，只起到 常数本底作用，此时等离子体的德拜长度只由电子成 份决定。 等离子体的响应时间： 1)、建立德拜屏蔽所需要的时间 2)、等离子体对外加电荷扰动的响应时间 3)、电子以平均的热速度跨越鞘层空间所
的区域，可将玻尔兹曼分布作泰勒展开，并取线性项，
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可得新的泊松方程：
分别定义等离子体、电子和离子的德拜长度Leabharlann ，则可求得德拜势24
德拜电势示意图
德拜屏蔽是两个过程竞争 的结果:
1、捕获与约束 2、逃逸与屏蔽 (反抗约束)由自由 能与捕获能平衡决定!
德拜长度:
1、随数密度增加而减小，即更 小范围内便可获得足够多的屏 蔽用的粒子
电子平均自由程集体现象的特征尺度。 等离子体波的振荡和波的性质被充分显示出来
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§3.1 天体磁场的普遍性

8.3.2 Electrode Jet Formation
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9 Inductive RF Electrical Discharges in Gases
9.1 Introduction 9.2 Phenomenology of RF-plasma
Interactions 9.3 Skin depth of plasma 9.4 Inductive plasma torch 9.5 Other methods of generating
4 Characteristics of Plasma
4.1 Bulk properties of plasma 4.2 Quasi-neutrality of plasma 4.3 Electrostatic Boltzmann equation 4.4 Simple electrostatic plasma sheaths 4.5 Plasma frequency
Principles and Applications of Industrial Plasma
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整体概述Leabharlann 概述一点击此处输入
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概述二
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概述三
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Contents
1 Introduction
1.1 The social role of industrial plasma engineering 1.2 Important definitions 1.3 Plasma physics regimes and issues
2 Kinetic Theory of Gases
2.1 measurement of high vacuum 2.2 particle distribution functions 2.3 particle collisions

(9.2-2)
第9章 超短光脉冲非线性光学 章
1. 第I类相位匹配的二次谐波产生的耦合波方程 假设有一光脉冲入射到二次谐波产生晶体上， 在 晶体内传播的光电场由基波光电场(用下标1表示)和二 次谐波光电场(用下标2表示)组成， 则总光电场满足类 似于方程(9.2-1)的波动方程：
∂ 1 ∂ ikl′′ ∂ 2 −i (ω1t −k1z ) + ∂z υ ∂t + 2 ∂t 2 E 1 + D1 e 1 k2 + k1 ∂ −i ( ω 2 t − k 2 z ) ′ 1 ∂ ik2′ ∂ 2 µ0 ∂ 2 ( 2 ) + c.c. = −i P + 2 ∂z υ ∂t + 2 ∂t 2 E 2 + D2 e 2k1 ∂t 2
∑A
j =1
N
int, j
(τ )
(9.1-17)
第9章 超短光脉冲非线性光学 章
首先， 定义光脉冲宽度τp为光脉冲强度分布的1/2 最大值处的全宽度(FWHM)， 光脉冲的光谱宽度∆ωp为 光谱强度分布的FWHM。 普遍采用的光脉冲波形为高 斯型分布：
t − τ G
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第9章 超短光脉冲非线性光学 章
第9章 超短光脉冲非线性光学 章
9.1 超短光脉冲的传播方程 9.2 超短脉冲的二次谐波产生 9.3 超短光脉冲的参量作用和放大 9.4 非线性相位调制 9.5 飞秒脉冲的自聚焦 9.6 超短脉冲的产生 9.7 飞秒激光器中的孤子 习题
第9章 超短光脉冲非线性光学 章
+ 0
∞
−iωt
dω E (ω ) = 0
(9.1-3)

– 阴极面积大，易于产生较高的电流密度，从而得到 高密度等离子体；
– 空心阴极放电的阴极属冷阴极，依靠二次电子发射 维持放电；
– 空心阴极有利于提高电离效率 • 径向电子运动在一定条件下可以维持很长的寿命，
从而增加其参与电离的次数（条件：平均自由程大 于圆筒半径，阴极表面的鞘层厚度小于圆筒半径， 电子在另一侧鞘层内被反射） • 阳极面积小，可以减少阳极对电子的吸收，可加强 放电；
– d-e: 正常辉光放电阶段，增大电流，电压一定（原因： 电流密度一定，导电截面积增加）；
– e-f: 反常辉光放电阶段，电压随电流增大（导电面积饱 和）；
– f-g: 过渡到弧光放电；
直流放电管的空间分区
直流辉光放电的阴极效应
• 二次电子发射（secondary electron emission）
直流脉冲放电
• 电极升温 • 控制电子温度 • 同电流密度条件电子密度更高
异常辉光放电
电弧放电
电弧的产生1－热电子
– 在辉光放电中，随着放电电流的增大，大量 高能量等离子体碰撞阴极使其温度上升
– 阴极热电子发射满足Richardson-Dushman方 程，其饱和电子发射流随温度升高而增大
J AT 2eEw / kT
• 溅射（sputtering）
阴极区
放电管电压降大部分落在放电管的阴极和阴极暗区至负辉光之间的 边界之 间，这个区域叫做阴极区。从阴极表面(x＝0)到负辉光的边 界(x＝dc)的长度为dc ，电压 降称之为阴极降，值为Vc伏特。大部分 功率消耗在辉光放电的阴极区。在这个区域内，被 加速电子的能量 高到足以产生电离，使负辉光区和负辉光右面的区域产生雪崩。
• 在亚稳电位较高的基本气体（如氖和氦气）中混入少 量的电离电位较低的杂质气体（如氩和汞蒸汽），使 得混合气体的有效电离截面增加，两种气体发生能量 传递，使混合气体的击穿电压降低。这种现象成为潘 宁效应。